Untersuchung von neuen Technologien für die

Institut für Technologie und
Management im Baubetrieb (TMB)
Abteilung Energietechnologien
und Energiesysteme
Bachelorarbeit
zum Thema
Untersuchung von neuen Technologien für die
energetische Sanierung der Gebäudeaußenwand
im Hinblick auf Energieeffizienz
Vorgelegt von:
Sarah Schmiedel
Matrikelnummer: 1591028
Betreuer:
Dr.-Ing. Harald Schneider
Dr.-Ing. Clemens Rohde
Judit Kockat, M. Sc.
Karlsruhe, im August 2013
Eidesstattliche Erklärung
Hiermit erkläre ich an Eides statt, dass ich die vorliegende Bachelorarbeit selbstständig
und ohne fremde Hilfe angefertigt, keine anderen als die angegebenen Quellen und
Hilfsmittel benutzt und die benutzten Quellen wörtlich oder inhaltlich entnommenen
Stellen als solche kenntlich gemacht habe.
Karlsruhe, den 16. August 2013
Abstract
Neue Technologien zur energetischen Sanierung der Gebäudeaußenwand wurden im
Hinblick auf Energieeffizienz untersucht. Die Aufarbeitung traditioneller und neuer
Technologien sowie der aktuellen Forschungsarbeit gibt einen Überblick über
Sanierungssysteme, -materialien, -technologien und –verfahren von heute und morgen.
Die anschließende semiquantitative Bewertung vergleicht die Optionen nach unterschiedlichen Kriterien, auf deren Grundlage eine Einschätzung über das Zukunftspotential
einzelner Technologien gegeben werden kann. Bedeutungsvoll für die Zukunft der
energetischen Sanierung der Gebäudeaußenwand sind voraussichtlich Nano-, Vakuumund dynamische Dämmmaterialien sowie konventionelle Dämmstoffe, die bezüglich ihrer
Dämmwirkung und Ökobilanz optimiert werden.
New technologies for the energyrelated renovation of exterior walls were investigated in
regard to their energy efficiency. Reviewing traditional and new technologies as well as
current research, this thesis provides an overview of todays and tomorrows renovation
systems, materials, technologies and procedures. The semiquantitative evaluation will
then compare the options within different criteria. Based on this analysis future potentials
of technologies will be assessed. The following technologies are expected to be of
particular importance for the future of energyrelated renovation of exterior walls: nano-,
vacuum- and dynamic insulation materials as well as conventional insulation materials
with optimized insulating effect and life cycle assessment.
Inhaltsverzeichnis
1.
Einleitung ....................................................................................................... 1
2.
Sanierungssysteme ...................................................................................... 3
3.
4.
5.
2.1
Wärmedämmverbundsystem (WDVS) ...................................................... 4
2.2
Wärmedämmputzsystem (WDPS) ............................................................ 5
2.3
Innendämmung ......................................................................................... 6
2.4
Vorgehängte hinterlüftete Fassade (VHF) ................................................. 8
2.5
Kerndämmung ........................................................................................... 9
2.6
Transparente Wärmedämmsysteme (TWDS) ......................................... 10
2.7
Solarfassaden ......................................................................................... 12
2.8
Dynamische Dämmsysteme .................................................................... 14
Sanierungsmaterialien ................................................................................ 17
3.1
Organische, natürliche Dämmstoffe ........................................................ 18
3.2
Organische, synthetische Dämmstoffe .................................................... 19
3.3
Anorganische, natürliche Dämmstoffe..................................................... 20
3.4
Anorganische, synthetische Dämmstoffe ................................................ 20
3.5
Putze und Anstriche ................................................................................ 22
Sanierungstechnologien ............................................................................ 24
4.1
Vakuumisolationspaneele (VIP) .............................................................. 24
4.2
Latentwärmespeicher (PCM) ................................................................... 25
4.3
IR-reflektierende Dämmung – Low-ε ....................................................... 28
Sanierungsverfahren .................................................................................. 29
5.1
Lokale Beheizung von thermischen Schwachstellen ............................... 29
5.2
Beidseitig haftbeschichtete Putzträger Dämmplatten .............................. 29
5.3 Modulationsmöglichkeiten der Gebäudeaußenhaut mittels
wärmesensitiver Aufnahmeverfahren ............................................................... 30
6.
Methoden ..................................................................................................... 31
i
7.
Ergebnisse ................................................................................................... 38
8.
Zusammenfassung und Ausblick .............................................................. 48
9.
Literaturverzeichnis ....................................................................................... i
10. Tabellenverzeichnis .................................................................................... vii
11. Abbildungsverzeichnis .............................................................................. viii
12. Anhang .......................................................................................................... ix
12.1 Begründungen zur semiquantitativen Bewertung ...................................... ix
12.2 Aufschlüsselung der Auswertung ....................................................... xxxviii
ii
Abkürzungsverzeichnis
Abkürzung
Bezeichnung
EnEV
Energieeinsparverordnung
EPS
Expandiertes Polystyrol
GDI
Gesamtverband Dämmstoffindustrie
KfW
Kreditanstalt für Wiederaufbau
low-ε
low-Emission, gering emittierend
NIR
Nahinfrarot
PCM
Phase Change Material
PUR
Polyurethan
RAL
Reichs-Ausschuss für Lieferbedingungen
RIMA-I
Reflective Insulation Manufacturers Association International
SSPCM
shape-stabilized Phase Change Material
SWD
Schaltbare Wärmedämmung
TES
timberbased element system
TWDS
Transparentes Wärmedämmsystem
VHF
Vorgehängte, hinterlüftete Fassade
VIP
Vakuumisolationspaneel
VSDI
Void space dynamic insulation
WDPS
Wärmedämmputzsystem
WDVS
Wärmedämmverbundsystem
XPS
Extrudiertes Polystyrol
iii
1. Einleitung
Unter den Eindrücken der Nuklearkatastrophe von Fukushima wurde in Deutschland der
Ausstieg aus der Atomenergie bis 2022 endgültig beschlossen1. Im Zuge der eingeleiteten
Energiewende soll zudem die Nutzung von fossilen Brennstoffen für die Energie- und
Wärmeerzeugung zur Reduzierung der klimaschädlichen Abgase eingeschränkt oder
ganz vermieden werden. Neben dem Ausbau regenerativer Energien ist es ein großes
Anliegen, den Energieverbrauch durch Steigerung der Energieeffizienz zu reduzieren.
Zieht man Bilanz, tritt der Gebäudesektor in Deutschland mit einem aktuellen Verbrauch
von 40 Prozent der Gesamtenergie und einem Anteil von 20 Prozent des gesamten CO2 –
Ausstoßes in Erscheinung. (Die Bundesregierung)
Das Energiekonzept 2010 definiert Ziele bis 2050 als Strategie für Deutschlands
Energieversorgung. Die Novellierungen der Energieeinsparverordnung konkretisieren
Etappenziele für den Gebäudesektor und verschärfen sukzessive die Anforderungen. Die
europäische Gebäuderichtlinie sieht vor, dass alle Neubauten ab dem Jahre 2021 den
Anforderungen an Niedrigstenergiegebäude genügen sollen. (Europäisches Parlament
und Rat der europäischen Union 2010) Platzmangel und finanzielle Gründe richten den
Fokus jedoch vermehrt auf Sanierungsmaßnahmen an Bestandsgebäuden.
Ein Großteil des Wohngebäudebestandes ist vor Inkrafttreten der ersten Wärmeschutzverordnung im Jahre 1977 erstellt worden. Das lässt darauf schließen, dass
unsanierte oder ungenügend sanierte Altbauten in der Regel nicht den heutigen,
energetischen Anforderungen entsprechen. In einer Presseinformation des FraunhoferInstituts für Bauphysik IBP wird mitgeteilt, dass „man in den nächsten 20 Jahren bei fast
der Hälfte aller deutschen Wohnhäuser mit energetischem Sanierungsbedarf [rechnet].
Bei einem Bestand von rund 40,2 Millionen Wohnungen entspräche das einer Million zu
sanierender Gebäude pro Jahr.“ (Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP 19.11.2012, S. 1)
Neben „der Verbesserung der Anlagentechnik oder dem Einsatz Erneuerbarer Energien“
(BMU 2010, S. 23) stellt die energetische Verbesserung der Gebäudehülle ein
wesentliches Kernstück der Sanierungsmaßnahmen dar. Die Sanierung der Gebäudehülle ist der Ausgangspunkt dieser Arbeit. Der Fokus liegt auf der Außenwand unter
Vernachlässigung sämtlicher Gebäudeöffnungen, wie Fenster oder Türen.
1
Die Entscheidung für den Ausstieg aus der CO2-armen Atomkraft bedeutet zugleich, dass an anderer Stelle
verstärkt CO2 eingespart werden muss, um die Klimaziele zu erreichen.
1
Die
Untersuchung
von
neuen
Technologien
zur
energetischen
Sanierung
der
Gebäudeaußenwand im Hinblick auf Energieeffizienz soll es ermöglichen, Schlüsse zu
ziehen
über
Gleichermaßen
den
voraussichtlichen
wichtig
ist
die
Verlauf
der
technologischen
Entwicklungen.
Betrachtung
der
aktuellen
konventionellen
und
Technologien. Auch hier finden technologische Entwicklungen zur Optimierung der
Funktionalitäten statt. Die derzeitigen Grenzen der herkömmlichen Produkte bieten
wiederum Anknüpfungspunkte und Ausbaupotential für neue Forschungsprojekte. Als
Kernpunkte dieser Arbeit lassen sich folgende zwei Fragen formulieren:
Wo liegen die Defizite und Potentiale aktueller sowie zukünftiger Technologien zur
Sanierung der Gebäudeaußenwand? Lassen sich darauf aufbauend die Technologien der
Zukunft prognostizieren?
Der erste Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Aufbereitung der Bandbreite von
Sanierungssystemen, -materialien, -technologien und -verfahren. Das Kapitel Sanierungssysteme umfasst Dämmsysteme, die den Wandaufbau durch mehrere Komponenten
unterschiedlicher Funktionen erweitern. Der Abschnitt Sanierungsmaterialien behandelt
einzelne Dämmmaterialien, die als Elemente in den Sanierungssystemen wiederzufinden
sind. Sanierungstechnologien sind verwandt mit der Kategorie Sanierungsmaterialien.
Hier liegen jedoch spezielle technologische Entwicklungen vor, die nicht allein auf ein
Dämmmaterial zurückzuführen sind. Das Kapitel Sanierungsverfahren erfasst schließlich
den Bereich fernab von System- und Materialeigenschaften. Betrachtet werden die
Themen Zeitaufwand, Individualität und alternative Vorgehensweisen. Die vier Kapitel
umfassen jeweils sowohl traditionelle als auch neue Technologien und die aktuelle
Forschungsarbeit.
Die semiquantitative Bewertung eines ausgewählten Untersuchungsgebietes wird
schließlich einen Überblick über die jeweiligen Vor- und Nachteile der aktuell verfügbaren
sowie zukünftigen Technologien geben, wobei die Energieeffizienz im Fokus steht.
2
2. Sanierungssysteme
Das Kapitel Sanierungssysteme umfasst jene Systeme der Altbausanierung, die sich an
bestehende Außenwände applizieren oder in bestehende Wände integrieren lassen. Das
betrifft effizienzsteigernde Maßnahmen, die die Dämmwirkung der Gebäudeaußenwand
erhöhen. Glasfassaden, Textilmembranen und Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BiPV),
die nur an Neubauten realisiert, nicht direkt an oder in die Außenwand eingefügt werden
können oder nur Teilflächen einer Fassade betreffen, fallen daher nicht in den Untersuchungsbereich dieser Arbeit.
Die prozentuale Verteilung der gängigsten Sanierungssysteme ist im nachfolgenden
Diagramm veranschaulicht.
5%
Wärmedämmverbundsysteme
(WDVS)
15 %
Vorgehängte hinterlüftete
Fassaden (VHF)
50 %
30 %
Kerndämmung
Wärmedämmputzsysteme
(WDPS) + Transparente
Wärmedämmung (TWD)
Abbildung 2-1: Prozentuale Verteilung der Sanierungssysteme; Quelle: Eigene Darstellung aus (Schild
et al. 2010, S. 18)
3
2.1
Wärmedämmverbundsystem (WDVS)
Das am häufigsten verwendete Dämmsystem der Gebäudeaußenwand, das Wärmedämmverbundsystem, ist vielseitig. Es ermöglicht den Einsatz unterschiedlichster Dämmmaterialien wie Polystyrolplatten, Mineralwolle-Lamellenplatten, PUR-Platten, Holzweichfaserplatten und Mineraldämmplatten. Seltener sind Calciumsilikat-, Holzfaser-, Kork-,
Kunstharz-, Schilf- und Silikatschaumplatten.
Abbildung 2-2: Systemaufbau eines Wärmedämmverbundsystems (Schild et al. 2010, S. 24)
Aufgebaut ist das WDVS aus einer Dämmschicht, einer gewebearmierten Putzschicht und
einer Deckschicht. Die Befestigungsarten des Wärmedämmverbundsystems an der
bestehenden Fassade variieren je nach Untergrundbeschaffenheit. Bei Unebenheiten bis
zu 1 cm/m kann nur geklebt bzw. geklebt und konstruktiv verdübelt werden. Klebemörtel
mit statisch wirksamer Verdübelung wird bei Unebenheiten bis zu 2 cm/m verwendet.
Unebenheiten bis 3 cm/m (im Einzelfall auch mehr) verlangen hingegen eine Befestigung
mit Schienensystemen (Schild et al. 2010).
Wärmedämmverbundsysteme haben gute Dämmeigenschaften. Die Wärmeleitfähigkeiten
der gängigen Dämmstoffe liegen zwischen 0,032
Sonderfällen sogar bei 0,021
⁄(! ∙ #) und 0,040
⁄(! ∙ #), in
⁄(! ∙ #). Ein neuartiges Aerogel-WDV-System unter-
schreitet diese Wärmeleitfähigkeitswerte auf einen Wert von % = 0,018
⁄(! ∙ #).
Ansatzpunkte für Kritik bieten die WDVS-spezifischen Probleme Verschmutzung, Veralgung und Risse im Außenputz. Grund ist die thermische Abkopplung der Fassade durch
die außenseitig angebrachte Wärmedämmung. Niedrige Temperaturen, nicht selten
unterhalb des Taupunktes, führen zu Tauwasserbildung auf der Außenwand. Wasser, sei
es durch Kondensat oder als Regenwasser, liefert Algen und Pilzen einen Nährboden.
4
(EnBauSa GmbH 2013) Um einer unerwünschten Verfärbung der Außenwand
entgegenzuwirken, wurde an Textilbeschichtungen von Mineralwolleplatten als Ersatz
eines Außenputzes geforscht. Wasserabweisende und zugleich diffusionsoffene Outdoorprodukte dienten als Vorbild. So konnten mit Textilbeschichtungen in unterschiedlichen
Ausführungen2 hervorragende Ergebnisse erlangt werden. Textile WDVS mit Oberflächenmodifikationen erweisen sich als äußerst beständig und bleiben auch nach
künstlicher Bewitterung und Scheuertest nahezu unversehrt. (Saur et al.)
2.2
Wärmedämmputzsystem (WDPS)
Ob an der Außen- oder Innenseite der Gebäudeaußenwand, an geometrisch frei und
kunstvoll geformten Bauten, auf unebenen Oberflächen, als Gefachverfüllung wie auch
vollflächig über das Fachwerk hinweg – Wärmedämmputzsysteme lassen sich vielseitig
einsetzen. Grund dafür ist die Fähigkeit, „untergrundbedingte Spannungen partiell“ (Schild
et al. 2010, S. 83) durch die Entkopplung der abschließenden Putzbeschichtung von der
tragenden Wand aufnehmen zu können. Ermöglicht wird dies durch folgenden
Systemaufbau. Auf den vorbehandelten Putzuntergrund (u. U. mit Putzträgern) wird der
Wärmedämmputz, auch Unterputz genannt, aufgetragen. Ist dieser ausgehärtet, wird der
Oberputz aufgebracht. Je nach Dicke des Oberputzes muss ggf. eine Ausgleichsschicht
zwischen Dämmputz und Oberputz angeordnet werden.
Abbildung 2-3: Systemaufbau eines Wärmedämmputzsystems (Schild et al. 2010, S. 84)
2
Nanoausrüstung und IR-(Infrarot-)Ausrüstung
5
Wärmedämmputze mit organischen Zuschlägen (Baustoffklasse B1) erreichen eine
Wärmeleitfähigkeit von 0,065 bis 0,12
⁄(! ∙ #). Wärmedämmputze mit mineralischen
Zuschlägen (Baustoffklasse A) liegen hingegen bei 0,09 bis 0,18
⁄(! ∙ #). Die
Dämmschichtdicken liegen üblicherweise zwischen 2 und 10 cm (Schild et al. 2010).
Ein neuartiger Aerogel Hochleistungsdämmputz verspricht doppelt so gute Dämmwerte
wie herkömmliche Dämmputze und eine gleichwertige Dämmwirkung wie EPS-Platten.
Hydrophil, diffusionsoffen und auf mineralischer Basis kann der Hochleistungsdämmputz
sowohl im Innen- als auch im Außenbereich angebracht werden (FIXIT GRUPPE 2013).
2.3
Innendämmung
Der Innendämmung lastet auch heute noch ein schlechter Ruf an. In der prozentualen
Verteilung der eingesetzten Sanierungssysteme zu Beginn des Kapitels wird sie nicht
einmal erwähnt. Aus bauphysikalischer Sicht gilt sie als problematisch. Der stärkste
Temperaturabfall tritt in der Dämmschicht auf, in diesem Fall auf der Innenseite der
Gebäudeaußenwand. Die Außenwand selbst ist nach wie vor den Außentemperaturen
ausgesetzt. Fallen diese, besteht die Gefahr des Tauwasserausfalls in der Außenwand.
Schimmelbildung als häufige Konsequenz wird – verborgen hinter dem Dämmsystem –
spät registriert. Im Falle denkmalgeschützter Gebäude oder Gebäude, die ein schnelles
Aufheizen verlangen, bietet die Innendämmung bei fachgerechter Planung und
Ausführung jedoch eine Alternative zu anderen Wärmedämmmaßnahmen (Schild et al.
2010). Das neue „RAL Gütezeichen Innendämmung“ soll Bauherren vor Mängeln
schützen, indem sowohl Handwerker und Gerätschaften als auch Material regelmäßig
geprüft werden.
Oberstes Gebot einer funktionierenden Innendämmung ist eine schlagregendichte
Gebäudeaußenwand, die keine Feuchtebelastungen aufweisen darf. Auf eine luftdichte
Ausführung der Fugen und Wandanschlüsse muss gleichermaßen geachtet werden.
Hohlräume zwischen Innendämmung und Außenwand müssen unbedingt vermieden
werden. Weiche Dämmplatten passen sich in diesem Fall besser an Oberflächenunebenheiten an als starre Dämmplatten. Es muss sorgfältig und überlegt gearbeitet
werden, weshalb generell Experten hinzugezogen werden sollten.
6
Unterschieden wird zwischen den Konstruktionsweisen mit oder ohne raumseitig
angebrachte Dampfbremse. Dampfbremsen für den Tauwasserschutz sollen nur bei
Bedarf
und
mit
moderater
Wirkungsweise
eingesetzt
werden,
da
sie
das
Trocknungspotential der Außenwand verringern. Systeme mit Dampfbremse sind flexibel
in der Wahl des Dämmstoffes, Systeme ohne Dampfbremse unterliegen stärkeren
Einschränkungen. Entweder wird kapillarleitendes Material (Kalziumsilikat, Mineralschaum) eingesetzt oder diffusionsdichteres Material (Polystyrol, Polyurethan) mit einer
geringen Dämmschichtdicke von bis zu 4 cm. Mit Schaumglas als Dämmstoff kann auf
eine Dampfbremse verzichtet werden.
Abbildung 2-4: Systemaufbau einer Innendämmung (Schild et al. 2010, S. 108)
Aufgebaut ist das Innendämmsystem aus einem Innenputz an der bestehenden Fassade,
der Wärmedämmung samt Unterkonstruktion, ggf. einer Dampfbremse und der
raumseitigen Deckschicht. Innendämmungen werden in Dämmschichtdicken zwischen 4
und 8 cm ausgeführt. Wärmebrücken und Raumverlust begrenzen die Wahl größerer
Dämmschichtdicken. (Schild et al. 2010) Die Energieeinsparverordnung von 2009 fordert
für die Innendämmung einen Wärmedurchgangswert von 0,35
Innendämmsysteme,
die
Aerogel-basierte
Dämmstoffe
⁄(!² ∙ #). Neuartige
integrieren,
erreichen
die
Anforderungen der EnEV schon mit einer Dämmschichtdicke von 4 cm. (Sto AG 2012)
(Rockwool 2012)
Eine Weiterentwicklung mit Nebeneffekt: Die diffusionsoffene, beheizte Innendämmung.
Sie besteht aus Holzweichfaserplatten als Dämmung, einer in Schamottsteinen verlegten
Wandheizung und Kalkputz. (ClimateWall) Die Kombination aus Innendämmung und
Wandheizung hat ihren Vorteil: Das Risiko von zu hoher Feuchte innerhalb der Innendämmung im Winter sinkt durch das hohe Trocknungspotential der Wandheizung.
7
Voraussetzungen sind ein laufender Betrieb der Wandheizung während der Wintermonate
und ein ausreichender Schlagregenschutz. (Dipl.-Ing. Bludau und Dipl.-Ing. Zirkelbach
2010)
2.4
Vorgehängte hinterlüftete Fassade (VHF)
Vorgehängte hinterlüftete Fassadensysteme bestehen aus den Komponenten Dämmstoff,
Unterkonstruktion und Bekleidung. Möglich sind aber auch Verbundsysteme aus
Bekleidung und Dämmstoff, ggf. mit Unterkonstruktion, mit integrierten Luftkanälen.
Aufgrund der Komplexität des Aufbaus und der Erschwernis bei Detaillösungen sind VHFSysteme nur im großflächigen Einsatz wirtschaftlich.
Abbildung 2-5: Systemaufbau einer Vorgehängten hinterlüfteten Fassade (Schild et al. 2010, S. 132)
Lasten werden über die Bekleidung in die Unterkonstruktion und weiter in die Tragschale
abgetragen. Als System aus mehreren Einzelkomponenten ist zu beachten, dass sowohl
die Tragfähigkeit als auch der Brandschutz für jede Komponente nachgewiesen werden
müssen. Im Falle des Brandschutzes bedeutet das: Die niedrigste Baustoffklasse
bestimmt die Baustoffklasse des Komplettsystems.
Gefordert wird gemäß DIN 18516 ein Luftspalt hinter der Bekleidung von mindestens
20 mm Breite. Der Spalt ermöglicht den Abtransport von Feuchtigkeit und die kapillare
Trennung von Bekleidung und Dämmstoff. Zum Einsatz kommen als Dämmstoff
hauptsächlich Mineralfaserstoffe, selten auch Polystyrolprodukte (Schild et al. 2010).
8
Neu im Bereich der VHF sind Vorgefertigte Fassadenelemente, entwickelt durch das
europäische Forschungsprojekt „TES-EnergyFacade“. Eine selbsttragende Holzrahmenkonstruktion, Dämmung und äußere Beplankung werden hier auf Koppelkantholz und
Ausgleichsdämmung angebracht. Die Vorfertigung der TES-Fassadenelemente bringt
zahlreiche Vorteile mit sich: Präzision und Qualität der Fassadenelemente durch
Werksproduktion, Nachhaltigkeit durch die Verwendung des Rohstoffes Holz, Materialund Bekleidungsvielfalt der Beplankung sowie eine reduzierte Bauzeit, bei dafür umso
aufwändigeren Planungsmaßnahmen. Sanierungsmaßnahmen bei gleichzeitiger Nutzung
der Gebäude (Schulen, Kindergärten, Verwaltungsgebäude) sind daher unproblematisch.
(Univ.-Prof. Dr.-Ing. Winter, Stefan et al. 2010)
2.5
Kerndämmung
Zweischalige Außenwände mit Luftschicht, bestehend aus Tragschale und Verblendungsschale, können durch Einblasen oder Einpressen von Dämmstoffen nachträglich
gedämmt werden. Verwendet werden hierzu partikelförmige Dämmmaterialien, wie
Mineralfasern, Polystyrolkugeln, Perlite, Blähglasgranulate oder PUR-Ortschaum, die
dauerhaft wasserabweisend sind (Schild et al. 2010). Voraussetzung für die nachträgliche
Dämmung ist, dass die bestehenden Mauerwerksschalen diffusionsoffen sind. Aus
bauphysikalischer Sicht wäre es das optimale Sanierungssystem, vereint es doch „die
Vorzüge der Außendämmung in Bezug auf den sommerlichen Wärmeschutz mit einer
deutlichen Reduzierung der thermischen Belastung des Dämmstoffes“ (Dr.-Ing. Krus et
al., S. 3).
Abbildung 2-6: Systemaufbau einer Kerndämmung (Schild et al. 2010, S. 166)
9
Allerdings ist die Kerndämmung schadensanfälliger als die Außendämmung, da sie die
Wärmebrückenproblematik verschärft. Eine starke Durchfeuchtung der Verblendungsschale kann darüber hinaus die Feuchtediffusion umkehren in Richtung Gebäudeinneres.
(Dr.-Ing. Krus et al.) Ähnlich wie die Innendämmung ist sie jedoch unter Umständen,
gerade im Bereich denkmalgeschützter Gebäude, der Außendämmung vorzuziehen. Die
bestehende Fassade bleibt auch hier erhalten. Hersteller von Einblasdämmstoffen werben
mit einer lückenlosen Dämmschicht und fugenloser Verarbeitung, vorausgesetzt, der
Dämmstoff wird ausreichend verdichtet. Die EnEV 2009 sieht vor, dass „bei einer
Kerndämmung von mehrschaligem Mauerwerk (…) die Anforderung als erfüllt [gilt], wenn
der bestehende Hohlraum zwischen den Außenwandschalen vollständig mit Dämmstoff
ausgefüllt wird“. (Bundesrepublik Deutschland, BMWi, BMVBS 01.10.2009) Generell wird
dringend empfohlen, nach Sanierungsmaßnahmen dieser Art einen Bauphysiker „zur
Berechnung von Wärme und Feuchte“ (EnBauSa.de) hinzuzuziehen.
2.6
Transparente Wärmedämmsysteme (TWDS)
Während
WDVS,
Innendämmung
und
Kerndämmung
eingesetzt
werden,
um
Transmissionsverluste nach außen hin einzudämmen, verläuft die Wirkungsweise von
Transparenten Wärmedämmsystemen gewissermaßen entgegengerichtet, wenn nicht
bidirektional. Diese jüngste Technologie im Bereich der Wärmedämmsysteme nimmt
mithilfe „hoher Transparenz Solarstrahlung im kurzwelligen Spektralbereich“ auf und
bewirkt bei ausreichender Strahlungsintensität eine „Umkehr des Wärmeflusses“3. (Schild
et al. 2010) Die Bezeichnung „Wärmedämmsystem“ ist daher irreführend. Verschiedene
Systemaufbauten stehen als Sanierungsmaßnahme zur Verfügung:
3
Passive Nutzung der Solarenergie
10
Massivwandsysteme bestehen aus einer Absorberschicht als Beschichtung auf der
Fassade, TWD-Füllung, Außenschicht (z.B. Glasscheibe) und einem thermisch getrennten Rahmen, ggf. mit zusätzlicher Verschattung für die Sommermonate.
Abbildung 2-7: Systemaufbau eines Massivwandsystems (Schild et al. 2010, S. 212)
Konvektiv erwärmte Systeme, deren Aufbau Massivwandsystemen grundsätzlich gleicht,
unterscheiden sich von Massivwandsystemen allein durch einen Luftspalt, der Absorber
und TWD-Füllung von der bestehenden Fassade trennt. Im Sommer führen geöffnete
Lüftungsklappen zu einer Durchströmung des Spaltes, im Winter bleiben die Lüftungsklappen geschlossen. Durch Strahlung und Konvektion wird die Fassade über den
Luftspalt erwärmt.
Abbildung 2-8: Systemaufbau eines konvektiv erwärmten Systems (Schild et al. 2010, S.213)
11
Hybridsysteme
weisen
zwischen
Fassade
und
Absorberschicht
eine
opake
Wärmedämmung und in der Absorberschicht selbst ein integriertes Kanalsystem auf.
Wärmeträger in dem Kanalsystem sind zumeist Wasser oder Luft. Die gewonnene
Wärmeenergie
wird
über
Kopplung
mit
der
Anlagentechnik
im
Winter
zur
Gebäudeheizung und im Sommer zur Warmwasserbereitung genutzt.
Abbildung 2-9: Systemaufbau eines Hybridsystems (Schild et al. 2010, S. 215)
Als TWD-Material wird entweder Kunststoff in Form von Polymethylmethacrylat und
Polycarbonat, Glas oder Aerogel-Granulat eingesetzt. (Fachverband Transparente
Wärmedämmung e. V. 2000) Schutz vor sommerlicher Überhitzung ermöglichen manuell
bzw. automatisch regulierbare Verschattungen oder statische Systeme wie KunststoffKapillarstrukturen in Schrägstellung, die die „hochstehende Sommersonne [weitgehend]
ausblenden“, die „tiefstehende Wintersonne“ dafür einfangen. (Weinläder 2007)
Transparente Wärmedämmsysteme sind jedoch „durch hohe Investitions- und Folgekosten gegenüber herkömmlichen, opaken Dämmsystemen nicht konkurrenzfähig“.
(Willems und Schild, S. 156)
2.7
Solarfassaden
Das Prinzip ähnelt dem Transparenter Wärmedämmungen. Durch Solarenergie wird der
Wärmefluss
in
der
Außenwand
umgekehrt.
Der
Unterschied
der
beiden
Sanierungssysteme liegt im Wirkungseffekt. Während TWD-Systeme im Winter die
Innenräume aufheizen, also das Raumklima erhöhen, haben Solarfassaden nur
Auswirkungen auf das Wandklima. Die erhöhte Wandtemperatur von ca. 18 °C minimiert
sowohl Wärmeverluste nach außen als auch den Heizbedarf, zusätzliches Heizen bleibt
12
dennoch unabdingbar. Ein positiver Nebeneffekt ist das Entfeuchten der Außenwand.
(SolarServer 2010)
Abbildung 2-10: Systemaufbau einer Solarfassade; Quelle: eigene Darstellung nach www.gapsolution.at
Es existieren unterschiedliche Ausführungen. Ein Produkt besteht aus Zellulosewaben
und einer Glasscheibe als äußerste Schicht. (Gap-Solar GmbH - Solarfassaden)
Zwischen Waben und Scheibe befindet sich ein Luftspalt. Im Winter treffen die
Sonnenstrahlen auf die Zellulosewaben und erhöhen so die Temperatur der Außenwand.
Im Sommer – wenn das Erhitzen der Außenwände unerwünscht ist – dringen die Strahlen
der hochstehenden Sonne kaum in die Waben ein und bewirken thermisch bedingte
Luftzirkulationen, mit deren Hilfe die Wärme abgeführt wird. Verschattungsmechanismen
sind daher überflüssig. Für die Gebäudesanierung werden Fertigteilelemente erstellt, die
mit einer Ausgleichsschicht aus Dämmfilz an der bestehenden Fassade angebracht
werden.
In einem alternativen System folgen auf Glasscheibe und Luftspalt ein Absorber aus
Massivholzlamellen und eine Dämmschicht. Die Lamellen sind leicht nach unten geneigt.
Die tiefstehende Sonne im Winter kann die Lamellen passieren, die hochstehenden
Sonnenstrahlen im Sommer bewirken hingegen eine Verschattung des Absorbers. Der
Wärmeeintrag wird auch hier mittels Luftzirkulationen im Luftspalt abgeführt. (Lucido Solar
AG)
13
2.8
Dynamische Dämmsysteme
Dämmsysteme, denen kein konstanter Wärmeleitwert zugewiesen werden kann, da sie je
nach Sonnenstand und Jahreszeit flexibel reagieren bzw. nach Bedarf aktiv oder passiv
agieren, werden hier unter dem Oberbegriff „dynamisch“ gesammelt.
Schaltbare Wärmedämmung (SWD)
Eine
Weiterentwicklung
der
Transparenten
Wärmedämmsysteme,
die
deren
grundlegendes Problem angeht: den Schutz vor Überhitzung und vor Wärmeverlusten.
Die Schaltbare Wärmedämmung leitet nur dann Wärme zum Rauminneren, wenn Bedarf
besteht und ausreichend Solarstrahlung vorhanden ist. Im heißen Sommer und an trüben
Wintertagen jedoch beschränkt sie sich auf ihre Dämmwirkung.
Abbildung 2-11: Funktionsweise der Schaltbaren Wärmedämmung; Quelle: eigene Bearbeitung aus
http://www.zae.uni-wuerzburg.de/deutsch/abteilung-2/projekte/archiv/swd/
Evakuierte Glasfaserpaneele machen die Applikation mechanischer oder statischer
Sonnenschutzvorrichtungen überflüssig. In Paneele integriertes Metallhydrid kann unter
Zufuhr elektrischer Leistung geringe Mengen Wasserstoff abgeben und wieder
aufnehmen. Geringer Wasserstoff-Gasdruck ermöglicht eine geringe Wärmeleitfähigkeit,
hoher Wasserstoff-Gasdruck hingegen hohe Wärmeleitfähigkeit. Die Oberfläche des
Paneels dient als Absorber, abgeschlossen wird das System durch eine Glasscheibe.
(ZAE Bayern 2008)
14
Aktuell wird an einer Schaltbaren Aerogel-Verglasung geforscht. Hier erhofft man sich,
den Schaltmechanismus zwischen transluzenter und transparenter Verglasung weiter
verselbstständigen zu können durch Materialien, die je nach Stand der Luftfeuchtigkeit
eintrüben. (ZAE Bayern)
Solar-aktives Energie-Fassadensystem
Dünne Isolationspaneele, die je nach Bedarf ausgefahren oder geschlossen werden
können, bilden das solar-aktive Energie-Fassadensystem.
Abbildung 2-12: Funktionsweise eines solar-aktiven Energie-Fassadensystems; Quelle:
www.thermocollect.at
Die beweglichen Isolationspaneele werden auf der „absorbtionsfördernd [dunkel]
gestrichene[n] Kernwand“ (Thermocollect) angebracht. Wenn im Winter die Sonne
scheint, werden die Paneele geöffnet, die Solarenergie eingefangen und absorbiert4. In
kühlen Sommernächten stehen die Paneele ebenfalls offen und tragen so zur Entlüftung
und Kühlung des Systems bei. In Winternächten und an warmen Sommertagen werden
die Paneele geschlossen gehalten5. Hier beschränkt sich das System auf die reine
Dämmwirkung. Die roten Kurven in der Abbildung 2-12 stellen den jeweiligen Temperaturverlauf dar. Stehen die Paneele offen, trifft die Solarenergie auf die Absorptionsschicht.
Die Temperatur an der Oberfläche steigt stark an und nimmt über den Wandquerschnitt
ab. Bei geschlossenen Paneelen hat die Wand über den Tag hinweg Wärme gespeichert.
Die Temperaturspitze liegt in der Wand und fällt sowohl zur Innen- als auch zur
4
5
Siehe linkes System, Abbildung 12
Siehe rechtes System, Abbildung 12
15
Außenseite hin ab. Der Energieverbrauch der Paneel-Aussteuerung ist gering und lässt
sich durch eine kleine Solarzelle decken.
Void space dynamic insulation (VSDI)
Das zugrundeliegende System nennt sich Parietodynamische Wärmedämmung: Das
Dämmmaterial ist luftundurchlässig, der Luftstrom [C] passiert einen Kanal orthogonal
zum Wärmestrom [B] und wird durch diesen temperiert. Die Differenz [D] steht für
Transmissionsverluste durch die Außenwand.
Abbildung 2-13: Funktionsweise der Parietodynamischen Wärmedämmung (Imbabi)
Die VSDI weicht geringfügig von dem System ab, indem der Luftstrom nicht durch Kanäle,
sondern in Ebenen stattfindet, die von zwei Dämmplatten umschlossen werden.
Eigenschaften der VSDI sind ein einheitlicher, bidirektionaler Luftstrom durch die gesamte
Außenwandfläche, eine einfache und robuste Installation an der bestehenden Fassade,
Kosteneffizienz und Platzeinsparung, da herkömmliche Dämmmaterialien geringer Dicke
verwendet
werden
können,
ein
minimales
Risiko
der
Kondensation
in
Wandzwischenräumen und die passive Wirkungsweise. Die VSDI-Technologie befindet
sich in der Forschung, erste Systeme sollen aber noch im Jahre 2013 fertig gestellt
werden. (Imbabi)
Es existieren bereits Dämmsysteme, die vergleichbare Techniken anwenden. Luftkanäle
in EPS-Paneelen oder zwischen Dämmpaneel und bestehender Fassade erreichen bei
100 mm Dicke einen Wärmedurchgang von 0,15
⁄(!² ∙ #). (Energyflo 2011)
16
3. Sanierungsmaterialien
Dämmstoffe, Putze und Anstriche sind Materialien zur Sanierung der Gebäudeaußenwand. Eine systematische Gliederung der Dämmstoffe erfolgt unter den
Oberbegriffen organisch und anorganisch und wird weiter differenziert in natürliche und
synthetische Dämmstoffe. Die Dämmstoffe, die am häufigsten eingesetzt werden, sind in
der Baumarktstatistik des GDI von 2005 festgehalten. Wenngleich keine aktuelleren
Zahlen vorliegen, ist davon auszugehen, dass die Statistik auch die heutige Verteilung in
ihren Grundzügen widerspiegelt6.
1%
4%
Mineralwolldämmstoffe
6%
5%
EPSHartschaumdämmstoffe
PURHartschaumdämmstoffe
54 %
XPS-Schaumstoffe
30 %
Dämmende
Leichtbauplatten
Andere
Abbildung 3-1: Baumarktstatistik 2005; Quelle: Gesamtverband Dämmstoffindustrie GDI laut
http://www.wecobis.de/bauproduktgruppen/daemmstoffe.html
Die Bandbreite aller Sanierungsmaterialien ist immens und vielfältig. Der Fokus dieser
Arbeit liegt auf innovativen und neuartigen Materialien, die aktuell für Sanierungen
eingesetzt oder in Forschungsprojekten untersucht werden.
6
Laut Einschätzung im Expertengespräch
17
3.1
Organische, natürliche Dämmstoffe
Dämmstoffe organischen, natürlichen Ursprungs haben einen großen Vorteil: Es handelt
sich um nachwachsende Rohstoffe. Die Auswahl biogener Dämmstoffe wie Flachs, Hanf,
Holzfasern, -späne, -wolle, Kokosfasern, Kork, Schafwolle und Schilfrohr wird ergänzt
durch recyclingfähige Stoffe, wie Zellulose.
Rohrkolben sind nahezu weltweit vorhanden. Ein thailändisches Forschungsprojekt
deklariert die Pflanze als Unkraut, das einen Großteil der Gewässer bewuchert, sich
unkontrolliert vermehrt und das Wachstum anderer Nutzpflanzen stark beeinflusst.
Schmalblättrige Rohrkolbenfasern zu Dämmplatten zu pressen, wäre daher nicht allein
aus Sicht der Nachhaltigkeit sinnvoll. (Luamkanchanaphan et al. 2012)
Maiskolben-Spanplatten sind ein weiteres Beispiel ökologisch sinnvoller Dämmmaterialien. Ökologisch sinnvoll vor allem auch deshalb, da Maiskolben als landwirtschaftliches Abfallprodukt nicht mit dem weltweiten Lebensmittelvorrat kollidieren.
Eingesetzt als Dämmmaterial wurden Maiskolben schon vor langer Zeit in verschiedenen
Regionen Portugals. Eine portugiesische Forschergruppe unterzog das traditionsreiche
und beinahe vergessene Dämmmaterial diversen Untersuchungen und entdeckte einen
Dämmstoff mit Potential. Die Zellstruktur und die chemische Zusammensetzung sieht der
Extrudierter Polystyrole (XPS) ungemein ähnlich. (Paiva et al. 2012)
Der Ersatz von Kunstharz-Hartschäumen durch einen Hartschaum aus Tannin7 ist das
Ziel eines Forschungsprojektes der Universität Freiburg. BIOFOAMBARK soll nach
seinem Einsatz als CO2-neutraler Dämmstoff zu Biosprit weiterverarbeitet werden. Damit
verspricht man sich ein Dämmprodukt, das über seinen Lebenszyklus hinweg nachhaltig
genutzt werden kann. (Laborie 2012)
Die Dämmung mit Seegrasfasern aus dem Mittelmeerraum ist seit 2012 bauaufsichtlich
zugelassen. Als Abfallprodukt aus dem Meer entstehen auch hier keine Nutzungskonflikte
mit Nahrungsmitteln und anderen landwirtschaftlichen Produkten. Bei diesem Dämmstoff
handelt es sich um ein rein natürliches Produkt ohne jegliche chemische Zusätze mit einer
sehr hohen Wärmespeicherkapazität und einem äußerst geringen Primärenergiebedarf
bei der Herstellung. (NeptuTherm)
Der Anspruch, möglichst umweltverträglich und umweltbewusst zu sanieren, macht den
Einsatz organisch, natürlicher Dämmstoffe ungemein wichtig, aber nicht unersetzlich. Sie
sind nicht in dem Maße vorhanden, um den kompletten Bedarf an Sanierungsmaterialien
decken zu können. Ein weiteres Manko findet sich in den Kosten. Während gängige
7
Bestandteil der Holzrinde
18
Dämmstoffe wie EPS-Schaumstoffe 5 bis 8 €/m² kosten, liegen die Preise biogener
Dämmstoffe im Schnitt doppelt so hoch bei 10 bis 30 €/m². Ähnliches gilt für den Vergleich
der Wärmeleitfähigkeiten oben genannter Dämmstoffe. Ihr Vorteil, Wärme und
Feuchtigkeit besonders gut speichern zu können, wird überschattet von dem Risiko der
Schimmelbildung bei vermehrter Feuchtespeicherung.
Gerade recyclingfähige Stoffe wie Zellulose stechen heraus durch eine hervorragende
Öko-Bilanz. CO2-Neutralität, niedrigere Kosten und verhältnismäßig geringe Wärmeleitwerte qualifizieren sie als nachhaltige, wettbewerbsfähige Dämmstoffe, deren
Produktion und Anwendung noch massiv ausbaufähig sind. Schlussendlich überzeugen
biogene Dämmstoffe als bauphysiologisch und ökologisch wertvolles Material, das im
Regelfall chemisch nahezu unbelastet ist, nach dem Einbau keine bedenklichen Gase
freisetzt und im Herstellungsprozess vergleichbar wenig Primärenergie bedarf.
3.2
Organische, synthetische Dämmstoffe
Polystyrol-, Kunstharz- und Polyurethan-Dämmstoffe werden auf Grundlage fossiler
Rohstoffe hergestellt. Fossile Rohstoffe – hier handelt es sich im Wesentlichen um Erdöl –
sind nur begrenzt verfügbar und nicht erneuerbar. Das macht ihren Einsatz, langfristig
betrachtet, strittig. Eine vergleichsweise aufwändige Herstellung mittels chemischer
Synthese führt darüber hinaus zu einem hohen Energieaufwand. Expandiertes Polystyrol
beispielsweise benötigt zur Herstellung 105 MJ/kg an Primärenergie, Zellulosefaserplatten
hingegen nur knapp 4 MJ/kg. Doch die organisch, synthetischen Dämmmaterialien
überzeugen durch sehr gute Dämmwerte und günstige bis moderate Preise, was gerade
Expandiertes Polystyrol (EPS) zu einem der gängigsten Dämmstoffe macht.
In der Forschung beschäftigt man sich mit dem Hauptproblem organisch, synthetischer
Dämmstoffe als Produkte endlicher, fossiler Rohstoffe. Man sucht neue Wege, z.B. durch
die Beimischung nachwachsender Rohstoffe oder durch den partiellen Ersatz fossiler
Rohstoffe. So geschieht es mit Polyurethan-Hartschaum, welchem in verschiedenen
Versuchen Reishülsenasche als stark siliziumhaltiges und sprödes Füllmaterial (Ribeiro
da Silva, Virginia et al. 2013), Tungöl- bzw. Soyabohnenöl-basiertes Polyol sowie
Hartholzzellstoff (Gu et al. 2013) oder Maisreste (Wang et al. 2008) als Polymerersatz
hinzugefügt wurden. Die verschiedenen Varianten des „Grünen Schaums“ erweisen sich
als gute Alternative zum gewöhnlichen PUR-Hartschaum – zwar etwas wärmeleitender,
dafür aber teilweise kostengünstiger und in jedem Falle nachhaltiger.
Mit Polyestervlies als Dämmstoff geht die Industrie einen weiteren Schritt in Richtung
Nachhaltigkeit. Polyestervlies entsteht aus der Wiederverwertung von PET-Flaschen und
19
erreicht dabei ausgesprochen gute Dämmwerte, die mit den übrigen organisch
synthetischen Dämmmaterialien, wie EPS und XPS, vergleichbar sind. (J.H. Ziegler
GmbH 2012)
Ein weiterer Ansatzpunkt ist die Verwendung textiler Abfälle als Dämmmaterial. Ein
portugiesisches Forschungsprojekt beschäftigt sich mit Gewebeabfällen in Kombination
mit Kalksteinpulver, Flugasche, Baryt und Papier als Kerndämmung und hat Erfolg. Das
Dämmmaterial überzeugt mit geringen Wärmeleitfähigkeitswerten im Bereich von
Mineralwolle. (Briga-Sá et al. 2013)
Elastomer-Abfallrückstände aus Autoreifen und Bodenbelägen, die nicht recyclingfähig
sind und daher auf Deponien entsorgt werden, runden die bisherige Forschungsarbeit im
Bereich organisch-synthetischer Dämmstoffe ab. Ergänzt werden die Elastomerrückstände durch Polyurethanschaum als Binder und erreichen dabei je nach Mischungsverhältnis
der
einzelnen
Komponenten Wärmeleitfähigkeitswerte
nur
geringfügig
schlechter als die übrigen organisch-synthetischen Dämmstoffe. (Benkreira et al. 2011)
3.3
Anorganische, natürliche Dämmstoffe
Die kleinste Dämmstoffgruppierung basiert auf mineralischen Rohstoffen. Positiv ist ihre
Zusammensetzung
aus
rein
natürlichen
Ressourcen,
wofür
diverse
Umwelt-
zertifizierungen wie „natureplus“ vorliegen. Anorganische, natürliche Dämmstoffe weisen
im Schnitt schwächere Dämmwerte auf, stechen aber durch besonders guten
Brandschutz hervor. Blähglimmer, Blähperlit, Blähton und Perlite sind nicht brennbar. Als
Dämmstoffe selbst werden sie nur selten eingesetzt, Verwendung finden sie eher als
Zuschlagsstoff für Wärmedämmputz.
3.4
Anorganische, synthetische Dämmstoffe
Mineralwolle, Mineraldämmplatten, Glasfasern, Calciumsilikat, Blähglas, Silikatschaum
und Schaumglas sind dieser Sorte Sanierungsmaterialien zuzuordnen. Hier handelt es
sich ebenfalls um mineralische Rohstoffe, die sich durch einen guten Brandschutz
auszeichnen8. Krebsgefahr, wie sie früher von Mineralwolldämmstoffen ausging, besteht
bei heutigen Materialien nicht mehr.
8
Baustoffklasse A1 bis B1
20
Gesondert zu nennen sind Aerogel-basierte Dämmstoffe. Aerogele – mesoporöse
Materialien auf Silicatbasis – wurden schon in den dreißiger Jahren des 19. Jahrhunderts
entdeckt. Dem Gel aus Kieselsäure wird in „Sol-Gel-Prozessen mit anschließender
Trocknung“ (Matthias Koebel 2008) Flüssigkeit entzogen und, wie der Name vermuten
lässt, durch Luft ersetzt. Das Volumen des Gels wird bei diesem Prozess nicht verringert.
Somit besteht das Aerogel aus mindestens 90% luftgefüllten Poren und weniger als 10%
Feststoff. Die wärmeleitende Beweglichkeit der Luftmoleküle in den Poren mit einem
Porendurchmesser von 20 nm wird stark eingeschränkt, was die Wärmeleitfähigkeit
minimal werden lässt. Damit sind Aerogele, die ursprünglich zur Isolation in der Raumfahrt
eingesetzt wurden, hervorragend geeignet für jegliche Art von Wärmedämmung.
Dämmstoffe mit sehr viel geringeren Schichtdicken lassen sich realisieren. (WECOBIS)
Anwendung finden Aerogele als Granulat für die Kerndämmung, als Vliesmatten und
Verbundelemente, als Dämmputz, als Innendämmsystem und neuerdings auch als
Wärmedämmverbundsystem. Je nach Ausführung können Wärmeleitfähigkeiten von bis
zu 0,013
⁄(! ∙ #) erreicht werden. Vakuumisolationspaneelen gegenüber haben
Aerogel-Dämmstoffe einen großen Vorteil: Ein beliebiges Zuschneiden der Vliesmatten
vor Einbau ist möglich. An weiteren Optimierungen Aerogel-basierter Dämmstoffe arbeitet
das Forschungsprojekt AEROCOINs. Man versucht mittels geeigneter Synthesen,
Kostenreduzierung und Stabilitätssteigerung zu erlangen. (ZAE Bayern)
Die Ungewissheit über gesundheitliche Risiken durch Nanopartikel im menschlichen
Organismus stimmt nachdenklich. Der Kontakt der Aerogele mit Haut, Atemwegen und
Augen sollte gemieden werden. Empfohlen wird daher, Aerogel-basierte Dämmstoffe
hauptsächlich dann anzuwenden, wenn Platzmangel bei der Sanierung keine anderen
Dämmmaterialien zulässt. (WECOBIS)
Aerosil, ein Hochleistungsdämmstoff wie Aerogel nur weniger porös, ist als Systembauteil
neu auf dem Markt. Eingesetzt beispielsweise als Innendämmung kann eine
Wärmeleitfähigkeit von 0,019
⁄(! ∙ #) erreicht werden. Verglichen mit Aerogel-
basierten Dämmstoffen ist Aerosil wesentlich preiswerter. (Dipl.-Ing. Wieckhorst 2012)
21
3.5
Putze und Anstriche
Feuchtigkeit in einem Dämmsystem kann Schimmelbildung verursachen. Um das zu
vermeiden, muss Wasser entweder daran gehindert werden, in das Innere eines
Dämmsystems vordringen zu können, oder gänzlich aufgesaugt werden und wieder
verdunsten. Putze und Anstriche als abschließende Schichten können demnach
unterschiedliche Aufgaben erfüllen: In manchen Fällen sollen sie hydrophob, in anderen
Fällen hydrophil, diffusionsoffen und zuweilen auch dämmend wirken. In jedem Fall sind
sie aber als Teil eines Komplettsystems aus Dämmung, Putz und Anstrich zu sehen,
deren Funktionsweisen aufeinander abgestimmt sein müssen. Es empfiehlt sich also, die
einzelnen Komponenten jeweils vom gleichen Hersteller zu wählen.
Nicht selten bereitet Algen- und Pilzwachstum auf Fassaden optische Mängel9. WDVSysteme begünstigen das Problem, da durch die thermische Abkopplung auf der
Außenseite der Außenwand niedrigere Temperaturen auftreten, häufig unterhalb des
Taupunktes. Kondensat und Regenwasser auf Fassaden geben Algen und Pilzen einen
Lebensraum. Hydrophobe Beschichtungen sollen längere Feuchtephasen auf der
Fassade nach sich ziehen und damit ebenso Algen- und Pilzwachstum begünstigen.
Abhilfe verschafft der Einsatz von Bioziden als chemischer Schutz vor mikrobiellem
Bewuchs, was in der Öffentlichkeit kontrovers diskutiert wird. Biozide, sagen die Kritiker,
sind auswaschbar und umweltbelastend. Ein Giftstoff im Grundwasser. (EnBauSa GmbH
2013) Im Gegensatz dazu scheinen laufende Untersuchungen am Fraunhofer IBP zu
ergeben, dass keine Biozidrückstände im Grundwasser auffindbar sein werden. Das ließe
darauf schließen, dass Biozide nicht ausgewaschen, sondern von Mikrobien verzehrt
werden, was den Schwund der Biozide im Anstrich nach einigen Jahren erklären würde.10
Ausschließlich mikroverkapselte Biozide halten sich länger in den Fassadenoberflächen.
(EnBauSa GmbH 2013) Inzwischen gibt es eine physikalische Alternative: Mittels „topdry“-Effekt werden Wassertropfen auf der hydrophilen Fassade gedehnt. Durch die
vergrößerte Oberfläche können die Wassertropfen rasch verdunsten. Zusätzlich sorgt
eine hohe Kapillaraktivität des Oberputzes dafür, dass überschüssiges Wasser von der
Oberfläche aufgesogen und verzögert als Dampf wieder abgegeben wird. (Saint-Gobain
Weber 2013)
Genau gegensätzlich ist die Ansicht, dass Feuchtigkeit in der Wärmedämmung als
Ursache für einen Abfall der Dämmleistung unbedingt zu unterbinden sei. Wasser ist
wesentlich wärmeleitender als Luft aufgrund seiner größeren Dichte und höheren
9
Symbiose: Algen liefern Kohlenhydrate durch Photosynthese, Pilze liefern Wasser und Nährsalze.
Laut Experteneinschätzung
10
22
spezifischen Wärmekapazität. Durch eine Imprägnierung der Außenwandoberfläche auf
Basis von Siliconharz (Silan, Siloxan) wird die kapillare Steighöhe reduziert und somit
Wasser vor dem Eindringen gehindert. Wasserdampf soll die Beschichtung jedoch
passieren können. Untersuchungen an Zinkoxid und Titandioxid nanopartikulären
Emulsionen ergeben äußerst geringe Wasser-Absorptionswerte von 6,12 mm³ min-0,5 und
3,87 mm³ min-0,5. In die Emulsionen integrierte Photokatalysatoren haben konträre
Auswirkungen: Wasserbenetzte Oberflächen entstehen durch super-hydrophiles Verhalten. Durch den Wasserabfluss an der Oberfläche können im Umkehrschluss
Mikroorganismen gelöst und abtransportiert werden. Die Denaturierung und Zerstörung
der Fremdkörper durch photoinduzierte Oxidation kann gleichermaßen stattfinden wie die
reversible Produktion von Superoxiden und hydroxyler Radikale. Bei Dunkelheit bildet sich
eine
hydrophobe
Oberfläche
aus.
Mikrobielles
Wachstum
kann
auf
der
wasserabweisenden Beschichtung maßgeblich eingedämmt werden. (MacMullen et al.
2012)
Dunkle Anstriche an Gebäudefassaden waren für lange Zeit problematisch, da sie gerade
im Sommer zu einem unerwünschten, erhöhten Wärmeeintrag führen. Heute lassen sich
dunkle Anstriche realisieren dank NIR-(Nahinfrarot-) Pigmente in der Farbe basierend auf
Reinacrylat, die große Teile der Sonnenenergie reflektieren. Infrarot-reflektierende
Anstriche haben einen weiteren Vorteil. Neben dem Schutz vor Überhitzung verringern sie
aufgrund eines geringen Emissionsgrades zusätzlich die Wärmeabstrahlung, vor allem in
klaren Nächten. Das vermeidet Kondensatbildung und beugt damit dem mikrobiellen
Wachstum vor. (Sto AG) Die „low-ε“-Technologie, bezeichnend für Beschichtungen mit
geringem Emissionsgrad, ist Forschungsthema und findet bereits in verschiedenen
Bereichen Anwendung, z.B. auf Glas- und Textilen Membranen.
23
4. Sanierungstechnologien
4.1
Vakuumisolationspaneele (VIP)
Das synthetische Verbundsystem aus innerem Kern, Sperrschichthülle, Getter (zur
Gasabsorption) und Trockenmittel (zur Wasserdampfabsorption) führt die Liste der
Sanierungstechnologien an. Es erreicht einzigartig niedrige Wärmeleitfähigkeitswerte von
% = 0,004-0,005
⁄(! ∙ #) bzw. 0,007-0,008
⁄(! ∙ #) bei Berücksichtigung des
Alterungseffektes. Die Technologie erinnert an das Thermoskannen-Prinzip: Vakuum
hemmt den Wärmedurchgang. Geringe Wärmetransmission erfolgt über Wärmeleitung
des Feststoffes, Wärmeübergang im Gas, Wärmestrahlung und Wärmebrücken der VIPHülle.
Um dem atmosphärischen Außendruck von 1 bar standhalten zu können, benötigt es ein
Füllmaterial im VIP-Kern. Hierzu werden kleinporöse Materialien wie Schaum (PUR oder
EPS), Pulver (pyrogene Kieselsäure, Silika Aerogel, Blähperlit) oder Fasern (Glaswolle)
verwendet. In der Forschung wird daran gearbeitet, Poren in nano- und mikrozelliger
Größenordnung zu erreichen, denn es gilt: Je kleiner die Poren, desto geringer ist die
Gas-Wärmeleitfähigkeit. Und je niedriger der Gasdruck in den Poren, desto geringer ist
die Gas-Wärmeleitfähigkeit11.
Erfolgsversprechend sind nanoporöse Silikatfüllungen wie Aerogele, deren Porengröße
zwischen 2 und 50 nm liegt. In aller Regel wird mit mikroporöser Kieselsäure gearbeitet
mit Porengrößen kleiner als 0,5 µm. Bestrebungen, Füllmaterial mit möglichst geringer
Wärmeleitfähigkeit zu verwenden, sind auch darin begründet, dass eine höhere
Wärmeleitfähigkeit des VIP-Kerns die Wärmebrückenproblematik verstärkt. Ein InfrarotTrübungsmittel als Zuschlagsstoff verringert letztlich die Wärmeübertragung durch
Strahlung. (Alam et al. 2011)
Umhüllt werden VIPs von mehrschichtigen Folien12. Die Hülle schützt das Vakuum, muss
dem atmosphärischen Druck standhalten und im Gebrauch belastbar sein. Der KnudsenEffekt bewirkt, dass selbst bei Beschädigung der metallisierten Kunststoffhülle geringe
Wärmeleitfähigkeiten von bis zu 0,02
⁄(! ∙ #) erreicht werden können. Diverse
Ausführungen mit EPS-, Gummigranulat-, XPS- oder Glasvlies-Kaschierungen sollen die
Paneele in der Verarbeitung robuster machen.
11
12
Knudsen-Effekt
Aluminium-Verbundfolien, Polymere Barrierefolien oder Metallisierte Polymerfolien
24
Die Dämmwirkung der Vakuumisolationspaneele übertrifft herkömmliche Dämmstoffe um
das 5- bis 10-fache. Sind platzsparende Sanierungsmaßnahmen und eine starke
Reduktion des CO2-Ausstoßes gefordert, so sind Vakuumisolationspaneele empfehlenswert. Die dünne Dämmschichtdicke eines VIPs im Vergleich zu herkömmlichen
Dämmstoffen bewirkt einen starken Temperaturabfall auf kurzer Strecke. Wärmebrücken
durch Halterungen und Fugen haben durch den erhöhten Wärmestrom daher sehr viel
größere Auswirkungen als bei anderen Dämmstoffen. Ein Forschungsprojekt hat sich der
Wärmebrücken-Problematik an Paneelrändern angenommen und VIPs mit umlaufendem
Stufenfalz
entwickelt.
(Forschung
für
Energieoptimiertes
Bauen
(EnOB)
2007)
Alternativlösungen zur Reduktion von Wärmebrücken sind die Verwendung größerer
Paneele und die Anbringung von zwei oder mehr Schichten. (Bouquerel et al. 2012)
Die Lebensdauer der Vakuumisolationspaneele ist umstritten. Die Angaben schwanken
zwischen einer Lebensdauer von 60 Jahren und lediglich 30 bis 50 Jahren. Der
Alterungseffekt ist auf die Luft- und Wasserdampfpermeation durch die VIP-Hülle
zurückzuführen. Ein wesentlicher, kritischer Punkt ist die Robustheit der VIPs für eine
fehlerfreie Verarbeitung. Anwendungsfehler wie auch Produktionsfehler sind bei
Hochleistungsdämmstoffen viel schwerwiegender als bei herkömmlichen Dämmstoffen.
Sorgfalt und „Wissen um die Sensivität“ (ZAE Bayern 2010) sind damit ausschlaggebend
für Erfolg oder Misserfolg in der Anwendung. Schon bei der Planung sollte berücksichtigt
werden, dass VIPs auch nach dem Einbau für einen eventuellen Austausch zugänglich
bleiben. (Willems und Schild) Vakuumisolationspaneele vor dem Einbau zuzuschneiden,
ist nicht möglich. Eine exakte Vorausplanung ist daher zwingend und muss entscheiden,
ob Sonderanfertigungen nötig sind.
Hingewiesen sei an dieser Stelle auf gasgefüllte Paneele. Ihr Aufbau ähnelt
Vakuumisolationspaneelen
mit
dem
Unterschied,
dass
statt
Vakuum
gering
wärmeleitende Gase wie Argon, Krypton oder Xenon verwendet werden. Mit einer
Wärmeleitfähigkeit von 0,04
⁄(! ∙ #) liegen sie jedoch weit zurück hinter der
Dämmwirkung der VIPs. (Jelle 2011)
4.2
Latentwärmespeicher (PCM)
Eine massive Außenwand kann Wärme speichern und so eine Überhitzung im Inneren
vermeiden. In Kirchen beispielsweise herrscht selbst im Sommer ein kühles Raumklima.
Doch auch bei schlankeren Außenwänden kann passiver Wärmeschutz realisiert und
somit auf aktive Kühlleistung verzichtet werden.
25
Materialien, die bei Anstieg der Umgebungstemperatur bis zu einem gewissen Grad ihre
Temperatur
beibehalten
und
allein
durch Absorption
der Wärmeenergie
ihren
Aggregatzustand von fest zu flüssig wechseln, werden Phase Change Materials (PCM),
zu Deutsch Latentwärmespeicher, genannt. Kühlt die Umgebungstemperatur ab, kehren
sie reversibel zum festen Aggregatzustand zurück und geben die gespeicherte
Wärmeenergie ab. Ein Effekt, der zum Ausgleich von Spitzentemperaturen im
Gebäudeinneren führt, Wärmeeintrag auf kühlere Phasen verlagert und ein gemäßigtes,
mittleres Raumklima ermöglicht.
Abbildung 4-1: Wirkungseffekt des passiven Kühlkonzepts mit PCM-Technologie in einem Offenburger
Gebäude (BASF 2010)
Die wichtigsten Anforderungen an Latentwärmespeicher sind ein Schmelzpunkt in der
erforderlichen Temperaturspanne13, eine ausgeprägte latente Wärmespeicherung im
Schmelzvorgang und eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Die Auswahl geeigneter Substanzen
ist groß, zum Einsatz kommen jedoch bevorzugt Paraffinwachse wegen ihres guten
Wärmespeichervermögens, hohen Siedepunktes, stabilen Verhaltens bis 250°C und ihrer
Langlebigkeit. Sie sind preiswert, ökologisch unbedenklich und ungiftig. PCMs selbst
haben
eine
geringe
Wärmeleitfähigkeit,
was
man
auf
unterschiedliche
Weise
auszugleichen versucht: durch die Dispersion stark leitfähiger Partikel in PCMs, die
Imprägnierung stark leitender, poröser Materialien mit PCMs, das Einarbeiten von
13
zwischen 21 °C und 26 °C
26
Fasermaterialien14 oder durch den Einsatz von Metallstrukturen. Am häufigsten werden
PCMs aber ummantelt – als Mikroverkapselung zur Verbesserung der wärmeleitenden
Oberfläche oder als Makroverkapselung in Paneelen oder kugelförmigen Kapseln. In der
Forschung ist man bereits einen Schritt weiter. SSPCM, shape-stabilized PCM,
überzeugen als Weiterentwicklung der PCM durch eine große Wärmekapazität, geeignete
Wärmeleitfähigkeit, gute Dauerhaftigkeit und die Fähigkeit, ihre Form auch während des
Wechsels der Aggregatzustände beizubehalten. (Soares et al. 2013)
Saniert werden kann mit PCM-Gipsplatten, die mikroverkapselte Latentwärmespeicher
enthalten. Die PCM-Gipsplatten sind bisher nur auf dem Schweizer Pilotmarkt erhältlich.
Eingesetzt als PCM-Gipsputz auf der Innenseite der Außenwand führen Latentwärmespeicher ebenfalls zur Erhöhung der thermischen Masse. Erforscht wurde darüber
hinaus die Integration der PCMs in Dämmmaterialien. PUR-Hartschaumplatten mit
integrierten PCMs beispielsweise überzeugen als Kombination aus guten Dämmwerten
und besagter Pufferfunktion der Temperaturspitzen. (Sarier und Onder 2007)
Die Anzahl eingebauter Latentwärmespeicher pro m² wird dahingehend limitiert, dass alle
PCMs auf den Temperaturanstieg ansprechen und beim Temperaturabfall restlos wieder
in den festen Aggregatzustand zurückkehren. Andernfalls ist ihre Wirkung nicht zufriedenstellend. Eine Faustregel empfiehlt 3 kg PCM-Wirkstoff/m². Der Abkühlvorgang sollte
durch nächtliches Lüften oder durch die Integration wasserdurchströmter Kapillarrohrmatten zusätzlich unterstützt werden. (BASF 2010)
Um fehlerhafte oder zu optimistische Angaben der Hersteller von PCM-Produkten
verhindern zu können, wurde das „RAL Gütezeichen PCM“ eingeführt15. Es schützt vor
falschen Versprechungen und technischen Mängeln durch regelmäßige Qualitätsprüfungen der Hersteller und der Ware. Latentwärmespeicher reduzieren oder ersetzen
den Einsatz aktiver Kühlsysteme, was zu Energieeinsparungen führt. Auch beim Heizen
tritt der Energieeinspareffekt auf. Fest steht jedoch, dass Latentwärmespeicher keine
Wärmedämmung ersetzen, es sei denn sie sind in Dämmmaterialien integriert.
14
15
Z.B. Carbonfasern
http://www.pcm-ral.de/
27
4.3
IR-reflektierende Dämmung – Low-ε
Wärmetransport erfolgt auf
drei Arten: Wärmeleitung durch thermische Gitter-
schwingungen, Konvektion in Gasen oder Flüssigkeiten und Wärmestrahlung als
elektromagnetische Übertragung. Im Winter liegt der Anteil der Wärmestrahlung in der
Gebäudeaußenwand bei mindestens 50 %, im Sommer sogar bei bis zu 93 %. (RIMA-I)
Wärmestrahlung innerhalb der Bauteile einzudämmen scheint daher eine erfolgversprechende Strategie zu sein. Wärmestrahlung wird von einem Medium zu
objektspezifischen Anteilen reflektiert, absorbiert und transmittiert. Ein schwarzer Körper
beispielsweise hat einen Absorptionsgrad von α = 1. Wie hat ein Körper auszusehen, der
Wärmestrahlung stark reflektiert?
Die „Reflective Insulation Manufacturers Association International RIMA-I“ definiert infrarot
(IR)-reflektierende Dämmschichten als „Wärmedämmung bestehend aus einer oder
mehreren gering emittierenden Oberflächen, die an eine oder mehrere ruhende
Luftschichten angrenzen.“ (RIMA-I, eigene Übersetzung) Langwellige, infrarote Strahlung,
die auf metallisierte Schichten trifft, wird reflektiert. Dabei gilt: Je größer der Anteil der
Reflexion, desto kleiner der Anteil der Emission. Reflektierende und damit gering
emittierende
Schichten
werden
auch
als
„low-ε“-Technologie
bezeichnet.
Die
metallisierten Schichten werden in Kombination mit Mineralwolle-, PUR-Hartschaum-,
EPS- und XPS-Dämmplatten angefertigt. Doch Messungen des Fraunhofer IBP trüben
den Enthusiasmus. Die Wärmedurchlasswiderstände in einem Luftspalt von 20 mm an
reflektierenden Dämmschichten in der Gebäudeaußenwand seien vergleichbar mit denen
herkömmlicher, 10 mm starker Dämmmaterialien. Vorausgesetzt die Reflexion werde
nicht durch Verschmutzung, Kondensation oder Alterung beeinflusst. (Künzel und
Seldbauer 2007)
28
5. Sanierungsverfahren
5.1
Lokale Beheizung von thermischen Schwachstellen
Wärmebrücken in Dämmsystemen sind nicht allein wegen der thermischen Verluste durch
die Gebäudeaußenwand unbedingt zu vermeiden. Die bauphysikalischen Schwachstellen
laufen zudem Gefahr, durch Schimmelbildung beschädigt zu werden. Wärmebrücken sind
vermeidbar durch regelkonformes Anbringen der Dämmstoffe und die Verwendung
qualitativ guten Materials. Wenn Wärmebrücken auftreten, sollten geeignete Dämmmaßnahmen folgen. Ein Forschungsprojekt des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP
befasste sich mit Alternativen. Untersucht wurde die Rentabilität eines Heizkabels an
Wärmebrücken im Vergleich zu verstärktem Lüften.
Die Messungen ergaben, dass „ein Heizkabel mit einer Heizleistung von 15 W/m“ (Krus
und Dipl.-Ing. (FH) Wurm, Sabrina 2012, S. 5) an Wärmebrücken ausreicht, um
Schimmelpilzwachstum zu unterbinden. Der Energieverbrauch des Heizkabels liegt
deutlich unter dem Energieverbrauch für zusätzliches Lüften. Vergleicht man jedoch den
Primärenergiebedarf, so ist das Heizkabeln nicht in jedem Falle sinnvoll. Vor allem dann
nicht, wenn zum Heizen fossiler oder atomarer Strom bezogen wird. Als Übergangslösung
denkbar, auf Dauer ist der Einsatz eines Heizkabels jedoch ungeeignet. (Krus und Dipl.Ing. (FH) Wurm, Sabrina 2012)
5.2
Beidseitig haftbeschichtete Putzträger Dämmplatten
Die Haftbedingungen für Klebe- und Armierungsmörtel bei Wärmedämmverbundsystemen
werden gesteigert, indem auf beiden Seiten der Dämmplatten eine dünne Mörtelschicht
mit Druck aufgebracht wird (Pressspachtelung). Ein zusätzlicher Aufwand, der in großen
Dimensionen Zeit kostet.
Beidseitig haftbeschichtete Putzträger-Dämmplatten aus Steinwolle sollen hier zu einer
Zeitersparnis führen. Der Zeitgewinn durch Verzicht auf Pressspachtelung beläuft sich
laut Hersteller auf bis zu 72 Mannstunden für eine 3000 m² große Wandfläche. Bei kleinen
Flächen wird sich die Ersparnis jedoch kaum rechnen. (Knauf Insulation GmbH 2012)
29
5.3
Modulationsmöglichkeiten der Gebäudeaußenhaut mittels
wärmesensitiver Aufnahmeverfahren
Steht heutzutage eine Fassadensanierung an, wird für das jeweilige Gebäude ein
einheitliches Dämmsystem festgelegt, das die hygrothermischen Eigenschaften der Wand
verbessern soll.
In naher Zukunft werden neue Wege offen stehen: „form follows function“ ist der
Leitgedanke eines aktuellen Forschungsprojektes. Mithilfe einer Software will man die
Grundlage schaffen für Berechnungen zur Dimensionierung der Wärmedämmung, sodass
Dämmmaterialien nur in benötigter Stärke an der jeweiligen Position eingesetzt werden.
Dabei bezieht man sich auf die Wärmedurchgangswerte in den einzelnen Komponenten
der Bestandswand. Die Modulationsmöglichkeiten sparen Ressourcen, steigern die
Effizienz
und
ermöglichen
darüber
hinaus
neue
Gestaltungsmöglichkeiten
der
Außenwand. (Birkenfeld 2013)
Abbildung 5-1: Software zur Berechnung der erforderlichen Dämmmaßnahmen (Birkenfeld 2013)
30
6. Methoden
Die semiquantitative Bewertung der Sanierungssysteme, -materialien und -technologien
wird den Datenfundus, der dieser Untersuchung zu Grunde liegt, differenziert betrachten
und auswerten. Semiquantitativ, da die Bewertung nur teilweise auf quantifizierbaren
Werten basiert. Qualitative Einschätzungen sind gleichermaßen wichtig. Expertengespräche mit einer wissenschaftlichen Mitarbeiterin der fbta mit dem Fachgebiet
Bauphysik und Technischer Ausbau, einem Bauleiter der Firma Züblin, einem Mitarbeiter
der Baustoffsammlung der Fakultät für Architektur am KIT und einem BaustoffhandelFachverkäufer des Fachhandels für Naturbaustoffe Stutensee-Blankenloch bilden hierfür
die Grundlage.
Dem Bewertungsschema dieser Untersuchung liegt eine Ordinalskala zugrunde. Die
Skala ist prinzipiell in fünf Wertungen untergliedert von „sehr schlecht“, „eher schlecht“,
„mittelmäßig“ zu „eher gut“ und „sehr gut“, gekennzeichnet durch Symbole.
--
-
0
+
++
sehr schlecht
eher schlecht
mittelmäßig
eher gut
sehr gut
Tabelle 6-1: Skalierung der semiquantitativen Bewertung; Quelle: eigene Darstellung
Die Bewertung der Sanierungssysteme beschränkt sich auf Aerogel-Dämmsysteme und
die diffusionsoffene, beheizte Innendämmung. Sanierungssysteme und Sanierungsverfahren, die aus verschiedenen, variablen Komponenten bestehen oder sich auf
spezielle Funktionalitäten beschränken, können nicht berücksichtigt werden. Grund ist die
fehlende
Übereinstimmung
mit
dem
kriteriellen
Spektrum
der
Materialien
und
Technologien.
Neun Kriterien, die im Anschluss erläutert werden, beleuchten das Untersuchungsgebiet
im Hinblick auf Energieeffizienz. Je nach Kriterium kann die Skalierung variieren. Grund
hierfür ist, dass sich der überwiegende Teil der Kriterien auf eine dreigliedrige
Unterteilung der Ordinalskala beschränkt, damit in der Wertung nicht eine Genauigkeit
vorgetäuscht wird, die so nicht existiert. Das Kriterium Kosten wird als reines Negativkriterium aufgefasst. Eine Sanierung der Gebäudeaußenwand ist kostspielig und wird
bestenfalls als „akzeptabel“ – Wertung 0 – beurteilt. Das Kriterium Dämmwirkung basiert
auf quantifizierbaren Werten und lässt sich deshalb feiner unterteilen. Hier wird eine
viergliedrige Skalierung angesetzt. Schlussendlich würden Technologien mit heraus31
ragenden Eigenschaften in einem durchgängig dreigliedrigen Wertungsspektrum zu sehr
geschwächt werden.
Die Bewertung der Sanierungsmaterialien und –technologien stützt sich auf folgende
Kriterien:
Dämmwirkung: Abgeleitet von den quantifizierbaren Werten Wärmeleitfähigkeit λ,
spezifische Wärmekapazität c und der Systemdicke zur Erfüllung der EnEVAnforderungen wird eine qualitative Aussage getroffen über das Leistungsniveau der
Materialien oder Systeme.16 Der Physikalische Fassadenschutz als Oberflächenbeschichtung bleibt unberücksichtigt, da die Beschichtung selbst keine Dämmfunktion hat.
Sanierungstechnologien mit integrierten Latentwärmespeichern (PCM) werden ebenfalls
vernachlässigt. Ihr Einsatz beschränkt sich auf die Wärmepufferfunktion, die Wärmeleitfähigkeit variiert sehr stark in Abhängigkeit von Umgebungstemperatur und Aggregatzustand.
schwache
Dämmwirkung
[Richtwert
λ > 0,05], sehr
große
Systemdicke
0
+
akzeptable
gute
Dämmwirkung
Dämmwirkung
[Richtwert
[Richtwert
0,035 ≤ λ < 0,05] 0,02 ≤ λ < 0,035]
++
hervorragende
Dämmwirkung
[Richtwert
λ < 0,02]
Tabelle 6-2: Skalierung des Kriteriums Dämmwirkung; Quelle: eigene Darstellung
Brandschutz: Die Wertung basiert auf den jeweiligen Baustoffklassen. Liegen bei einer
Sanierungstechnologie je nach Ausführung unterschiedliche Baustoffklassen vor, ist die
bessere Baustoffklasse maßgebend. Die Untergrenze würde zu einem Ergebnis negativer
Prägung führen, das die Bandbreite des Möglichen nicht ausreichend repräsentiert.
-
0
+
B2:
normalentflammbar
B1:
schwerentflammbar
A1, A2:
nicht brennbar
Tabelle 6-3: Skalierung des Kriteriums Brandschutz; Quelle: eigene Darstellung
16
Der Feuchteschutz wird in dieser Bewertung nicht beachtet, da er zu sehr von äußeren (klimatischen)
Randbedingungen abhängt.
32
Schallschutz: Schalldämmwerte, die nur in begrenztem Maße vorliegen, liefern die
Grundlage dieser Wertung. Grundsätzlich gilt: Ein starres Dämmelement mit geringem
Gewicht und geringer Dichte wirkt kaum schallabsorbierend bis schallverstärkend.
Elastische Dämmelemente mit großer Masse, hoher Dichte und offener Zellstruktur wirken
hingegen schallabsorbierend. Guter Schallschutz und gute Wärmedämmwirkung sind
u. U. konträr. Wärmedämmend wirken prinzipiell leichte Baustoffe, die viele Luftporen
enthalten.
-
0
+
schallverstärkend
keine bzw.
unwesentliche
Auswirkung
schallabsorbierend
Tabelle 6-4: Skalierung des Kriteriums Schallschutz; Quelle: eigene Darstellung
Bauverfahren: Dieses Kriterium gibt Auskunft über die praktische Anwendbarkeit, den
Umgang mit einem Dämmelement, die Anbringung und Befestigung sowie Verarbeitungsmöglichkeiten im Laibungsbereich. Die Einordnung in untengenannte Skalierung erfolgt
qualitativ durch Abwägung der Merkmale einer Technologie und durch den Vergleich mit
den Verarbeitungseigenschaften der
übrigen Technologien.
Einschätzungen aus
Gesprächen mit fachkundigen Experten fließen in die Bewertung mit ein.
-
0
+
anspruchsvoll
und komplex
mittelmäßig,
Fachpersonal
oder
maschinelle
Unterstützung
notwendig
einfach,
vielseitig
Tabelle 6-5: Skalierung des Kriteriums Bauverfahren; Quelle: eigene Darstellung
Baukonstruktion: Bewertet werden Robustheit und mechanische Eigenschaften,
Besonderheiten und Komplexitäten sowie die geschätzte Lebensdauer eines Materials.
Auch hier liegt eine rein qualitative Einschätzung vor, indem Merkmale einer Technologie
mit den Eigenschaften der übrigen Technologien in Relation gebracht werden.
Einschätzungen aus Expertengesprächen sind erneut von großer Wichtigkeit.
-
0
+
++
empfindlich und
fehleranfällig
mittelmäßig
gute
mechanische
Eigenschaften
sehr robust und
langlebig
Tabelle 6-6: Skalierung des Kriteriums Baukonstruktion; Quelle: eigene Darstellung
33
Gesundheitsrisiken: Toxische Inhaltsstoffe und Faserstrukturen bergen nicht nur Risiken
in der Verarbeitung. Auch nach der Installation eines Materials und ganz besonders im
Brandfall können unter Umständen kritische Stoffe freigesetzt werden. Die Bewertung
erfolgt qualitativ auf der Grundlage von Sicherheitsdatenblättern und im Vergleich mit den
Eigenschaften anderer Materialien.
-
0
+
potentielle
Risiken
unbedenklich
risikofrei, keine
Belastung, zum
Teil für
Allergiker
geeignet
Tabelle 6-7: Skalierung des Kriteriums Gesundheitsrisiken; Quelle: eigene Darstellung
Ökobilanz: Betrachtet werden alle Aspekte von der Produktion bis zur Entsorgung,
Wiederverwendung oder Wiederverwertung eines Materials. Dies geschieht auf Grundlage quantitativer Energiebilanzen, eingesetzter Rohstoffe, Entsorgungshinweisen und der
Aussagen über die Recyclingfähigkeit. Öko-Zertifikate wie „natureplus“17 und der „Blaue
Engel“18 fließen ebenfalls in die Wertung ein. Auf diese Weise wird die Nachhaltigkeit
einer Dämmvariante qualitativ ermittelt.
-
0
+
++
bedenklich,
hoher
Primärenergiebedarf,
Recycling
problematisch
oder ungewiss
akzeptabel,
wiederverwertund wiederverwendbar,
Recyclingprodukte
ökologisch
sinnvoll,
Primärenergiebedarf
< 20 MJ/kg
sehr nachhaltig,
Öko-zertifiziert,
erneuerbare
Rohstoffe bzw.
Rohstoffe ohne
Ressourcenknappheit
Tabelle 6-8: Skalierung des Kriteriums Ökobilanz; Quelle: eigene Darstellung
Kosten: Die Kosten der Dämmvarianten beziehen sich auf die reinen Materialpreise.
Weiterführende Kosten, beispielsweise durch die Lohnkosten eines Handwerkers und
sonstige vorhergehende wie auch nachfolgende Arbeiten, bleiben unberücksichtigt. Die
angegebenen Preisspannen sind Richtwerte, die lediglich
Sanierungsmaterialien
betreffen. Um ein vergleichbares Preisniveau zu erhalten, wurden jeweils die Materialkosten ermittelt, die zur Erfüllung der EnEV-Anforderungen, d.h. die Systemdicken zur
Einhaltung der geforderten Wärmedurchgangswerte, anfallen.
17
18
www.natureplus.org
www.blauer-engel.de
34
Oberflächenbeschichtungen, PCM-Gipsputz und die PCM-Gipsplatte, das AerosilSystembauteil und Sanierungssysteme werden nicht bewertet. Die PCM-Gipsplatte
beispielsweise würde im Kostenvergleich mit gewöhnlichen Gipsplatten herabgewertet,
was dem Gewinn an zusätzlicher Funktionalität nicht gerecht wird.
--
-
0
≥ 101 €/m²
31 bis 100 €/m²
≤ 30 €/m²
Tabelle 6-9: Skalierung des Kriteriums Kosten; Quelle: eigene Darstellung
Akzeptanz: Favorisierte Dämmstoffe sind in der Baumarktstatistik des Gesamtverbandes
Dämmstoffindustrie GDI von 2005 festgehalten19. Die prozentualen Marktanteile lassen
Rückschlüsse auf die Akzeptanz einer Sanierungstechnologie zu. Für die kriterielle
Beurteilung werden die Marktanteile jedoch differenzierter betrachtet. Die Wertung wird
relativiert bezüglich der Akzeptanz innerhalb der jeweiligen Anwendungsform. Das betrifft
Technologien, die, bezogen auf die Gesamtheit der Sanierungstechnologien zwar selten
eingesetzt, in einer speziellen Anwendungsform, z.B. für die Innendämmung, aber bevorzugt verwendet werden. Sie werden in dieser Arbeit als angesehener eingestuft als die
Baumarktstatistik indiziert. Zusätzlich fließen Ergebnisse aus Expertengesprächen über
die Beliebtheit einer Sanierungstechnologie in die Wertung ein. Technologien, die noch
nicht auf dem Markt erhältlich sind bzw. erst seit kurzer Zeit produziert werden, bleiben
unberücksichtigt.
-
0
+
selten
eingesetzt,
gemieden
mittelmäßiger
Einsatz
favorisiert
Tabelle 6-10: Skalierung des Kriteriums Akzeptanz; Quelle: eigene Darstellung
Zur Auswertung der Bewertungsergebnisse wird die Skalierung - -, -, 0, +, + + in die
Zahlenwerte -2, -1, 0, +1, +2 transformiert. Da die einzelnen Kriterien eine unterschiedliche Relevanz bezüglich der Energieeffizienz vorweisen, werden sie mittels
Faktorisierung wie folgt gewichtet. Die Dämmwirkung als das Kriterium, das die
Energieeffizienz maßgeblich beeinflusst, wird mit dem Faktor 10 multipliziert. Das
Kriterium Kosten steht an zweiter Stelle und erhält den Faktor 6. Ökobilanz, Schallschutz
und Brandschutz sind Kriterien, die im Einzelfall ausschlaggebend sein können, in dieser
19
Siehe Kapitel 3. Sanierungsmaterialien
35
Betrachtungsweise aber eher nebensächlich sind. Sie werden mit dem Faktor 2
multipliziert, das Kriterium Baukonstruktion mit dem Faktor 1,5. Bauverfahren und
Gesundheitsrisiken als schwächste Kriterien erhalten den Faktor 0,5. Komplexitäten im
Bauverfahren sind für den Bauherrn zumeist irrelevant, da Sanierungen seltener in
Eigenregie ausgeführt werden. Auch die Gesundheitsrisiken sind im Hinblick auf
Energieeffizienz weniger bedeutend. Das Kriterium Akzeptanz wird nicht für die
Auswertung verwendet, da die Akzeptanz der Technologien nicht ausschlaggebend für
deren Energieeffizienz ist.
Stufe 1
Dämmwirkung
Faktor 10
Stufe 2
Kosten
Faktor 6
Stufe 3
Schallschutz, Brandschutz, Ökobilanz
Faktor 2
Stufe 4
Baukonstruktion
Faktor 1,5
Stufe 5
Bauverfahren, Gesundheitsrisiken
Faktor 0,5
Tabelle 6-11: Gewichtung der einzelnen Kriterien; Quelle: eigene Darstellung
Bei näherer Betrachtung dieser Auswertung werden Komplexitäten deutlich. Neben der
gezielten Gewichtung durch Faktorisierung der Kriterien finden implizit zwei weitere
Gewichtungen statt. Zum einen durch die variable Skalierung der Kriterien, da eine
viergliedrige Skalierung einen sehr viel größeren Einfluss auf das Ergebnis hat als eine
dreigliedrige Skalierung. Zum anderen durch Materialien, die nicht nach allen Kriterien
bewertet werden können.
Im ersten Fall wird die Diskrepanz geduldet. Die Kriterien Dämmwirkung, Ökobilanz und
Baukonstruktion erfahren durch die erweiterte Skala eine Hervorhebung, die mit der
ursprünglichen Gewichtung im Hinblick auf Energieeffizienz im Einklang steht. Die
Dämmwirkung als wichtigstes Kriterium wird zusätzlich gestärkt. Die Kriterien Ökobilanz
und Baukonstruktion sollten in ihrer Relevanz zum Thema Energieeffizienz nicht
unterschätzt werden und können sich durch die implizite Gewichtung ein wenig aus den
unteren Rängen lösen.
Bewertungslücken verfälschen jedoch die Auswertung. Lücken versehen ein Kriterium
implizit mit der Wertung 0. Das kann sich auf die jeweilige Auswertung zu positiv oder zu
negativ auswirken. Wird der Divisor den Fehlstellen entsprechend reduziert, entsteht eine
neue Bewertungsgrundlage, die mit den übrigen Auswertungen kaum in Relation gesetzt
36
werden kann. Aus diesem Grund wird bei lückenhafter Bewertung vereinzelter Technologien auf die Auswertung verzichtet.
Damit entsteht als endgültige Formel:
∑( *+,-./ ∙ 0*123ℎ,-./5678,9+)
= :.;1*+,
∑ 0*123ℎ,-./5678,9+*.
37
7. Ergebnisse
Die semiquantitative Bewertung der Sanierungsmaterialien, -technologien und –systeme
und deren Auswertung sind im Folgenden tabellarisch aufgeführt. Die Ergebnisse werden
unterteilt in „Traditionelle Technologien“ und „Neue Technologien und aktuelle Forschung“. Die Reihenfolge orientiert sich am Aufbau der vorhergehenden Kapitel. Für die
Kriterien werden folgende Kurzbezeichnungen eingeführt:
Dämmwirkung
KD
Bauverfahren
KV
Ökobilanz
KÖko
Brandschutz
KB
Baukonstruktion
KBau
Kosten
KK
Schallschutz
KS
Gesundheitsrisiken
KG
Akzeptanz
KA
Tabelle 7-1: Kurzbezeichnungen der Kriterien; Quelle: eigene Darstellung
Die Begründungen zur kriteriellen Bewertung der Materialien, Technologien und Systeme
und die Aufschlüsselung der Ergebnisse nach den einzelnen Kriterien sind im Anhang
aufgeführt.
38
0
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
0
0
0
0
+
+
+
0
+
+
0
+
0
+
0
0
0
0
0
0
0
+
0
0
+
++
++
++
++
++
++
0
+
++
++
+
+
+
+
0
+
+
+
0
0
+
++
+
++
++
+
++
+
+
0
-
KD
KB
KS
KV
KBau
KG
KÖko
- 0 + ++ - 0 + - 0 + - 0 + - 0 + ++ - 0 + - 0 + ++
0
+
+
0
+
+
0
+
+
0
+
++
0
0
+
0
+
+
++
+
0
0
+
++
0
+
+
+
+
0
0
+
+
+
+
+
0
+
0
+
0
+
0
+
+
+
+
++
0
+
0
++
+
++
0
0
+
0
0
0
++
+
0
+
+
+
0
+
+
+
0
0
+
0
-
Tabelle 7-2: Semiquantitative Bewertung der traditionellen Technologien; Quelle: eigene Auswertung
Flachs
Hanf
Holzfaser
Holzspäne
Holzwolle
Kokosfasern
Kork
Schafwolle
Schilfrohr
Zellulose
EPS
XPS
Resol-Hartschaum
PUR/PIRHartschaum
Blähglimmer
Blähperlit
Blähton
Perlit
Blähglas
Calciumsilikat
Mineraldämmplatte
Mineralwolle
Schaumglas
Silikatschaum
Sanierungsmaterial
Traditionelle Technologien
0
0
-0
-
0
+
+
-
0
-0,02
0,06
-0,27
-0,29
-0,18
-0,51
0,02
0,37
0,04
0,04
0,31
AusKK
KA
wertung
-- - 0 - 0 +
0
0,12
0
0,2
+
0,08
k. A.
-0,22
0
-0,47
-0,06
-0,1
0
0,27
-0,27
0
0
0,24
0
+
0,31
0
0
0,31
0
0,31
37
+
-
++
0
+
+
+
+
+
0
0
+
-
+
0
0
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
0
k. A.
0
0
0
k. A.
0
+
+
+
0
0
0
0
0
0
0
k. A.
0
0
k. A.
++
+
k. A.
0
+
+
+
+
++
+
0
0
0
0
0
0
-
+
+
0
+
+
+
0
0
+
++
++
+
0
0
0
-
0
+
-
0
0
-
0
0
+
k. A.
0
k. A.
k. A.
k. A.
0,12
0,49
0,35
k. A.
k. A.
k. A.
k. A.
k. A.
k. A.
k. A.
k. A.
k. A.
k. A.
0,29
0,29
0,16
0,33
0,31
0,55
0,37
0,24
0,31
-0,18
-0,22
k. A.
k. A.
--
k. A.
-
-0,08
-0,06
0,27
KK
KA
Aus- - - 0 - 0 + wertung
k. A.
k. A.
k. A.
---
k. A.
k. A.
0
--
k. A.
AusKK
KA
wertung
-- - 0 - 0 +
k. A.
--
--
AusKK
KA
wertung
-- - 0 - 0 +
Tabelle 7-3: Semiquantitative Bewertung der neuen Technologien und aktuellen Forschung; Quelle: eigene Auswertung
+
-
KB
KS
KV
KBau
KG
KÖko
0 + - 0 + - 0 + - 0 + ++ - 0 + - 0 + ++
+
k. A.
KD
KB
KS
KV
KBau
KG
KÖko
- 0 + ++ - 0 + - 0 + - 0 + - 0 + ++ - 0 + - 0 + ++
0
++
KD
KB
KS
KV
KBau
KG
KÖko
- 0 + ++ - 0 + - 0 + - 0 + - 0 + ++ - 0 + - 0 + ++
MaiskolbenSpanplatten
Rohrkolben
0
Seegrasfasern
0
Polyestervlies
0
Elastomerabfälle in
+
PUR-Hartschaum
PUR mit PCM
+
Textilabfälle
0
Aerogel
++
Aerogel Dämmputz
+
Aerosil Systembauteil
++
Physikalischer
k. A.
Fassadenschutz
SanierungsKD
technologie
- 0 + ++ Vakuumisolations++
paneele
PCM-Gipsputz
k. A.
PCM-Gipsplatte
k. A.
Sanierungsmaterial
AerogelInnendämmsystem
Aerogel-WDVS
Beheizte
Innendämmung
Sanierungssystem
Neue Technologien und aktuelle Forschung
38
Diskussion
Die graphische Auswertung der semiquantitativen Bewertung in Abbildung 7-1 zeigt
starke Schwankungen zwischen einem Maximum von 0,55 (Aerosil Systembauteil) und
einem Minimum von -0,51 (Calciumsilikat). Ein direkter Vergleich dieser Technologien
wäre jedoch irreführend. Während Calciumsilikat einen einzelnen Dämmstoff darstellt,
handelt es sich bei Aerosil um ein Systembauteil, das in Kombination mit verschiedenen
Baustoffen angefertigt wird. Die Materialeigenschaften variieren daher je nach
Zusammensetzung.
Die prozentuale Auswertung der semiquantitativen Bewertung in Abbildung 7-2 relativiert
das Ergebnis bezüglich des Maximalwertes von +1,31 [-] und des Minimalwertes von 1,24 [-]. Der Maximalwert +1,31 stellt den Extremfall der Auswertung dar, für den Fall,
dass in allen Kriterien die Maximalwertung erreicht wird. Der Minimalwert -1,24 errechnet
sich im Gegensatz dazu aus der Minimalwertung in allen Kriterien. Das Resultat der
prozentualen Auswertung umfasst die Spanne von 28,8% (Calciumsilikat) bis 70,4%
(Aerosil Systembauteil) in Abhängigkeit von einer optimalen Ausschöpfung der neun
Kriterien.
39
Abbildung 7-1: Ergebnis der semiquantitativen Bewertung, farbliche Markierung der einzelnen Kategorien; Quelle: eigene Auswertung
40
Abbildung 7-2: Prozentuale Auswertung der semiquantitativen Bewertung, farbliche Markierung der einzelnen Kategorien; Quelle: eigene Auswertung
41
Eine Interpretation dieser Auswertung setzt eine differenzierte Betrachtung gleichartiger
Technologien voraus. Zweite Voraussetzung ist eine lückenlose Bewertung, um
unbeabsichtigte Gewichtungen ausschließen zu können. Unter Berücksichtigung beider
Voraussetzungen reduziert sich das Untersuchungsgebiet. Betrachtet wird im Folgenden
ausschließlich der Diagrammbereich von Flachs bis Vakuumisolationspaneele, Holzspäne
ausgenommen20.
Dass Calciumsilikatplatten in dieser Auswertung so negativ in Erscheinung treten, mag
überraschen. Im Baugewerbe stellen sie die klassische Innendämmung dar. Diese
Diskrepanz hat ihre Gründe. Als Innendämmung überzeugt Calciumsilikat durch sehr
hohe Kapillarität, die einen guten Feuchteschutz garantiert und Schimmelbildung
verhindert. Für den Einsatz in einem Innendämmsystem sind das ausschlaggebende
Vorzüge. Im Hinblick auf Energieeffizienz kann Calciumsilikat jedoch durch eine
vergleichsweise schwache Dämmwirkung und hohe Kosten nicht überzeugen. Für einen
Vergleich sollte hier zusätzlich die Prädominanz im speziellen Anwendungsgebiet berücksichtigt werden.
Abbildung 7-3: Höchstwerte der semiquantitativen Auswertung; Quelle: eigene Auswertung
20
In Bezug auf vorhergehendes Diagramm, im Uhrzeigersinn
42
Bei Betrachtung der Höchstwerte dieser Auswertung wird deutlich, dass sich die
Ergebnisse nur unwesentlich unterscheiden. Mineralwolle mit dem Maximalwert von 0,37
wird dicht gefolgt von Aerogel mit einem Endwert von 0,33. Eine Ernennung der objektiv
„besten“ Dämmvariante auf Grundlage der semiquantitativen Analyse wäre wünschenswert, aber zu pauschalisierend. Die Auswertung im Hinblick auf Energieeffizienz basiert
auf einer individuellen Gewichtung verschiedener Kriterien von hoher Sensibilität.
Minimale Änderungen in dieser Gewichtung können große Unterschiede in der Auswertung hervorrufen. Die Beurteilung im Vorfeld einer Sanierungsmaßnahme umfasst
stets unterschiedliche Gesichtspunkte:
-
finanzielle Betrachtung: Preis-Leistungs-Verhältnis der Sanierungstechnologie,
Erreichbarkeit von Subventionen durch die KfW21, Amortisierung der Investitionskosten
-
bauphysikalische Betrachtung: Dämmwirkung und Leistungsfähigkeit durch
Wärmeschutz, Feuchteschutz, Brandschutz und Schallschutz
-
ökologische Betrachtung: Anteil Grauer Energie, Amortisierung aus energetischer
Sicht durch künftige Energieeinsparung
-
spezielle Anwendung: Einsatz als Innendämmung, Außendämmung oder Kerndämmung
-
äußere, optische Randbedingungen: Voraussetzungen durch die geographische
Lage (Stadt oder ländliche Gegend, klimatische Bedingungen), Beschränkungen
der Systemdicke durch architektonische und ästhetische Grenzen.
Die optimale Lösung für das jeweilige Sanierungsprojekt wird unvermeidbar ein
Kompromiss als bestmögliche Kombination aus oben genannten Betrachtungsweisen. Die
Lösung wird individuell und subjektiv sein, je nachdem wie die Schwerpunkte gesetzt
werden.
Die prozentuale Auswertung der semiquantitativen Bewertung weist eine relativ
gleichmäßige Spreizung um den Mittelwert dieser Auswertung von 0,035 [-] auf. Den
Bestwert des beschränkten Untersuchungsgebietes erreicht Mineralwolle mit 63,2%. Die
Spanne zwischen den errechneten Prozentwerten und dem Maximum von 100% steht
einerseits für die Defizite der einzelnen Technologien, andererseits verdeutlicht es
Optimierungsmöglichkeiten, die noch offen stehen.
21
Kreditanstalt für Wiederaufbau
43
Vakuumisolationspaneele und Aerogel-basierte Dämmstoffe haben den Ruf der jüngsten
Technologien mit dem größten Potential für die nahe Zukunft. Dass diese Auffassung in
der semiquantitativen Bewertung nicht widergespiegelt wird, bestätigt zum einen die
Sensibilität und Individualität der Auswertung. Zum anderen wird deutlich, dass diese
beiden Technologien aktuell noch nicht ihr Optimum erreicht haben. Die bis dato höchste
Dämmwirkung der Sanierungsmaterialien für die Gebäudeaußenwand kann die
Komplexität der Hochleistungsdämmstoffe, ihre eingeschränkte Robustheit und die hohen
Kosten nur schwerlich aufwiegen. Berücksichtigt man ausschließlich das Kriterium
Dämmwirkung, stehen VIPs und Aerogele an erste Stelle.
Abbildung 7-4: Höchstwerte bei Auswertung des Einzelkriteriums Dämmwirkung; Quelle: eigene
Darstellung
Erstaunlich ist, dass Mineralwolle – trotz Bestwert in der Gesamtwertung des beschränkten Untersuchungsgebietes – in der Auswertung der Höchstwerte des Einzelkriteriums
Dämmwirkung nicht in Erscheinung tritt. Die Erklärung liegt in den unterschiedlichen
Materialeigenschaften des Untersuchungsgebietes. Im Gegensatz zu den stark
polarisierenden Wertungen der Hochleistungsdämmstoffe, wie VIP und Aerogel, zeichnet
Mineralwolle eine recht konstante, mittelmäßige bis gute Bewertung der einzelnen
Kriterien aus.
44
Wird die Auswertung allein mit den Hauptkriterien dieser Auswertung, Dämmwirkung und
Kosten, vorgenommen, führt dies zu einer Verlagerung der Resultate. Ein weiterer Beleg
für die Sensibilität der Auswertung. Die Gewichtung der beiden Kriterien entspricht der
Faktorisierung nach Kapitel 6. Auch wenn die selben Materialien wie bei der Auswertung
zuvor Höchstwerte erlangen, stehen nun die Schaumkunststoffe an der Spitze. Der
Führungswechsel hat seinen Grund. Hartschäume, wie EPS und XPS, zählen zu den
Dämmmaterialien mit dem besten Preis-Leistungs-Verhältnis.
Tabelle 7-4: Höchstwerte bei Auswertung der Kriterien Dämmwirkung und Kosten; Quelle: eigene
Darstellung
Vakuumisolationspaneele und Aerogel-basierte Dämmstoffe stehen vor einer zusätzlichen
Problematik. Während die Komplexität der Technologien steigt, sinkt die Qualität des
Fachpersonals. Die Bauwirtschaft klagt über Fachkräftemangel. (Bundesvereinigung
Bauwirtschaft 07.03.2013) Ungelernte Arbeiter aus Billiglohnländern ersetzen zunehmend
geschulte Fachkräfte. Auch wenn sich die praktischen Fertigkeiten beider Parteien wohl
kaum unterscheiden, können Ungeschulte nicht auf eine dreijährige Ausbildung
zurückgreifen, in der ein gewisses Fundament an theoretischen Grundlagen vermittelt
wird22. Komplexe Baustoffe bergen Fehlerquellen in deren Verarbeitung, was gerade bei
22
Laut Experteneinschätzung
45
sensiblen Technologien, wie Vakuumisolationspaneelen, schwerwiegende Auswirkungen
haben kann. Das Energiekonzept 2010 erkennt diese Problematik und appelliert an die
Wirtschaft, qualifizierte Fachkräfte durch Fortbildungen und verbesserte Ausbildungsanordnungen zu schaffen. (BMU 2010, S. 23)
Gefördert durch den Aktionsplan Nanotechnologie 2015 rücken Nanomaterialien immer
weiter ins Zentrum der Forschung. (BMBF 2011) Gerade im Bereich der Sanierungsmaterialien – sei es als Dämmstoff, wie Aerogel, oder als Oberflächenbeschichtung –
werden Nanomaterialien als die Zukunftstechnologie mit den größten Potentialen
gehandelt. Doch die Öffentlichkeit reagiert zum Teil verhalten. Diese Zurückhaltung mag
darin begründet liegen, dass Auswirkungen von Nanopartikeln auf den menschlichen
Organismus ungewiss sind. Bei der Verarbeitung von Nanomaterialien besteht die Gefahr,
dass lungengängige Partikel über das Einatmen von Staub in die Blutbahnen gelangen
können. Folgen für die Gesundheit können heute noch nicht ausgeschlossen werden,
durch entsprechende Schutzmaßnahmen23 können potentielle Risiken jedoch minimiert
werden. (WECOBIS)
Neben Nanomaterialien und Vakuumdämmung hat auch die dynamische Wirkungsweise
der Latentwärmespeicher Potential als Zukunftstechnologie. Auch wenn die semiquantitative Bewertung ein weniger überzeugendes Bild vermittelt, sollte berücksichtigt
werden, dass integrierte PCMs einem anderen Zweck dienen. Nicht die Dämmung,
sondern die Wärmepufferfunktion steht hier im Vordergrund. Gerade dann, wenn
schlankere Außenwände oder die Ausführung in Leichtbauweise angestrebt werden,
sollte die Einbindung von Latentwärmespeichern zur Erhöhung der thermischen Masse
von Interesse sein.
Die Wärmedämmung von morgen hat hohe Anforderungen: Wärmeleitfähigkeiten
möglichst unter 0,004
⁄(! ∙ #), die Aufrechterhaltung geringer Wärmeleitfähigkeiten
trotz Beschädigung des Materials durch äußere Eingriffe, mechanische Robustheit, simple
Verarbeitung, Brandschutz, keine Toxizität im Brandfall, Dauerhaftigkeit bei Frost-TauWechseln, dynamische Eigenschaften und zuletzt wettbewerbsfähige Kosten. (Jelle 2011)
23
Schutz der Atemwege, Haut und Augen
46
Auf Grundlage der recherchierten Forschungsergebnisse werden voraussichtlich folgende
Entwicklungen die Zukunft der Sanierungstechnologien bestimmen:
1. Entwicklung: Hochleistungsdämmstoffe wie Vakuumdämmmaterialien und Nanodämmmaterialien mit dem Anspruch, so geringe Wärmeleitfähigkeiten wie möglich
zu erreichen. Aktuelle Vertreter sind Vakuumisolationspaneele und Aerogele.
Steigende Anforderungen durch Novellierungen der Energieeinsparverordnung
und der Wunsch nach schlanken Systemaufbauten machen ihren Einsatz immer
essentieller. Mit zunehmender Produktionssteigerung werden sich die Kosten
vermutlich mäßigen. Die mangelhafte Robustheit, ihr größtes Defizit, wird in Angriff
genommen.
2. Entwicklung:
Dynamische
intelligente Gebäudehülle,
Dämmmaterialien
die
selbstständig
wie
Latentwärmespeicher
und flexibel
auf
als
klimatische
Veränderungen reagieren.
3. Entwicklung: Ökologische Orientierung durch den Einsatz nachhaltiger Rohstoffe.
An Dämmstoffen, die vollkommen aus natürlichen, erneuerbaren Rohstoffen
bestehen, wird festgehalten und geforscht. Natürliche Dämmstoffe werden in ihrer
Dämmwirkung optimiert durch synthetische Einflüsse. Synthetische Dämmstoffe,
wie Hartschäume, mit gutem Preis-Leistungs-Verhältnis werden nachhaltiger
durch natürliche Einflüsse24. Recyclingprodukte, wie Polyestervlies aus PETFlaschen, Elastomerabfälle in PUR-Hartschaum oder Textilabfälle, werden
vermehrt
Anwendung
finden.
Ihre
großen
Vorteile
gegenüber
aktuellen
Hochleistungsdämmstoffen sind eine gute Ökobilanz, Robustheit und Flexibilität
bei der Verarbeitung.
24
Siehe Kapitel 3.2 Organische, synthetische Dämmstoffe: Grüner Schaum durch die Beimischung von
Reishülsenasche, Tungöl, Soyabohnenöl, Hartholzzellstoff und Maisreste in PUR-Hartschaum.
47
8. Zusammenfassung und Ausblick
Die Untersuchung von Technologien zur energetischen Sanierung der Gebäudeaußenwand im Hinblick auf Energieeffizienz ist umfangreich. Die anfängliche Erläuterung
der Sanierungsmaterialien, -technologien, -systeme und –verfahren zeigt die Bandbreite
der zur Verfügung stehenden und zukünftigen Sanierungsprodukte auf. Die semiquantitative Bewertung weist in der Auswertung beachtliche Unterschiede auf, betrachtet
man das gesamte Untersuchungsgebiet. Bei Betrachtung des beschränkten Untersuchungsgebietes sind die Differenzen marginal.
Größtes Potential für die Zukunft haben Nanodämmmaterialien, wie Aerogele, und
Vakuumdämmmaterialien, wie VIPs. Hier ist zu erwarten, dass geringere Wärmeleitfähigkeiten erreicht werden können. Ein wesentliches Forschungsziel ist die Verbesserung der Robustheit und der flexiblen Verarbeitbarkeit der Materialien. Dynamische
Dämmmaterialien, wie PCMs, haben ebenfalls Potential für die Zukunft als anpassungsfähige, flexible Technologien mit passiver Wirkungsweise. Konventionelle Dämmmaterialien werden in naher Zukunft auch weiterhin bestehen und einen großen
Marktanteil behalten. Sie überzeugen durch robuste Materialeigenschaften und mitunter
hervorragende Ökobilanzen. Eine bessere Dämmwirkung durch geringere Wärmeleitfähigkeiten zu erreichen, wird nur begrenzt möglich sein.
Abschließend stellt sich die Frage, ob eine energetische Sanierung der Gebäudeaußenwand auf der Anbringung von Dämmstoffen zur Reduktion des Wärmedurchgangs
beruhen muss. Alternative Systeme wie Transparente Wärmedämmsysteme und Void
space dynamic insulation wurden beschrieben. Mit Solar-Luftkollektoren oder einer
Bioreaktorfassade will man sich von der rein passiven Energiekonservierung distanzieren
und stattdessen zu aktiven Energieerzeugung übergehen. (TATA STEEL) (KOS Wulff
Immobilien GmbH)
Während Dämmstoffdicken über die letzten Jahrzehnte hinweg immer weiter anstiegen,
um die Anforderungen der Wärmeschutzverordnungen zu erfüllen, ist es das aktuelle und
auch das zukünftige Ziel, die Anforderungen trotz geringerer Systemdicke zu erreichen.
Die Technologie für die energetische Sanierung, die in allen Kriterien dieser
Untersuchung das Optimum erreicht, existiert (noch) nicht. Trotz allem soll diese Arbeit
nicht den Eindruck erwecken, dass aktuelle Technologien in ihrer Wirkungsweise
unbefriedigend seien und auf Sanierungen der Gebäudeaußenwand besser verzichtet
werden sollte. Im Gegenteil. Die Anforderungen der EnEV 2009 bzw. 2014 sind schon mit
heutigen Technologien erfüllbar.
48
9. Literaturverzeichnis
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vi
10.
Tabellenverzeichnis
Tabelle 6-1: Skalierung der semiquantitativen Bewertung; Quelle: eigene Darstellung ....31
Tabelle 6-2: Skalierung des Kriteriums Dämmwirkung; Quelle: eigene Darstellung .........32
Tabelle 6-3: Skalierung des Kriteriums Brandschutz; Quelle: eigene Darstellung ............32
Tabelle 6-4: Skalierung des Kriteriums Schallschutz; Quelle: eigene Darstellung ............33
Tabelle 6-5: Skalierung des Kriteriums Bauverfahren; Quelle: eigene Darstellung ...........33
Tabelle 6-6: Skalierung des Kriteriums Baukonstruktion; Quelle: eigene Darstellung .......33
Tabelle 6-7: Skalierung des Kriteriums Gesundheitsrisiken; Quelle: eigene Darstellung ..34
Tabelle 6-8: Skalierung des Kriteriums Ökobilanz; Quelle: eigene Darstellung ................34
Tabelle 6-9: Skalierung des Kriteriums Kosten; Quelle: eigene Darstellung .....................35
Tabelle 6-10: Skalierung des Kriteriums Akzeptant; Quelle: eigene Darstellung ..............35
Tabelle 6-11: Gewichtung der einzelnen Kriterien; Quelle: eigene Darstellung ................36
Tabelle 7-1: Kurzbezeichnungen der Kriterien; Quelle: eigene Darstellung ......................38
Tabelle 7-2: Semiquantitative Bewertung der traditionellen Technologien; Quelle: eigene
Auswertung ......................................................................................................................37
Tabelle 7-3: Semiquantitative Bewertung der neuen Technologien und aktuellen
Forschung; Quelle: eigene Auswertung ...........................................................................38
Tabelle 7-4: Höchstwerte bei Auswertung der Kriterien Dämmwirkung und Kosten; Quelle:
eigene Darstellung ...........................................................................................................45
Tabelle 12-1: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Dämmwirkung, Quelle:
eigene Darstellung ........................................................................................................... xii
Tabelle 12-2: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Brandschutz, Quelle: eigene
Darstellung ..................................................................................................................... xiv
Tabelle 12-3: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Schallschutz; Quelle: eigene
Darstellung ..................................................................................................................... xvi
Tabelle 12-4: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Bauverfahren; Quelle:
eigene Darstellung .......................................................................................................... xix
Tabelle 12-5: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Baukonstruktion; Quelle:
eigene Darstellung ......................................................................................................... xxv
Tabelle 12-6: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Gesundheitsrisiken; Quelle:
eigene Darstellung ........................................................................................................ xxix
Tabelle 12-7: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Ökobilanz; Quelle: eigene
Darstellung .................................................................................................................. xxxv
Tabelle 12-8: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Kosten; Quelle: eigene
Darstellung ..................................................................................................................xxxvi
Tabelle 12-9: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Akzeptanz; Quelle: eigene
Darstellung ................................................................................................................ xxxviii
vii
11.
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 2-1: Prozentuale Verteilung der Sanierungssysteme; Quelle: Eigene
Darstellung aus (Schild et al. 2010, S. 18) ........................................................................ 3
Abbildung 2-2: Systemaufbau eines Wärmedämmverbundsystems (Schild et al. 2010, S.
24) .................................................................................................................................... 4
Abbildung 2-3: Systemaufbau eines Wärmedämmputzsystems (Schild et al. 2010, S. 84) 5
Abbildung 2-4: Systemaufbau einer Innendämmung (Schild et al. 2010, S. 108) .............. 7
Abbildung 2-5: Systemaufbau einer Vorgehängten hinterlüfteten Fassade (Schild et al.
2010, S. 132) .................................................................................................................... 8
Abbildung 2-6: Systemaufbau einer Kerndämmung (Schild et al. 2010, S. 166)................ 9
Abbildung 2-7: Systemaufbau eines Massivwandsystems (Schild et al. 2010, S. 212) .....11
Abbildung 2-8: Systemaufbau eines konvektiv erwärmten Systems (Schild et al. 2010,
S.213) ..............................................................................................................................11
Abbildung 2-9: Systemaufbau eines Hybridsystems (Schild et al. 2010, S. 215) ..............12
Abbildung 2-10: Systemaufbau einer Solarfassade; Quelle: eigene Darstellung nach
www.gap-solution.at.........................................................................................................13
Abbildung 2-11: Funktionsweise der Schaltbaren Wärmedämmung; Quelle: Bearbeitung
aus http://www.zae.uni-wuerzburg.de/deutsch/abteilung-2/projekte/archiv/swd/ ..............14
Abbildung 2-12: Funktionsweise eines solar-aktiven Energie-Fassadensystems; Quelle:
www.thermocollect.at .......................................................................................................15
Abbildung 2-13: Funktionsweise der Parietodynamischen Wärmedämmung (Imbabi) .....16
Abbildung 3-1: Baumarktstatistik 2005; Quelle: Gesamtverband Dämmstoffindustrie GDI
laut http://www.wecobis.de/bauproduktgruppen/daemmstoffe.html ..................................17
Abbildung 4-1: Wirkungseffekt des passiven Kühlkonzepts mit PCM-Technologie in einem
Offenburger Gebäude (BASF 2010).................................................................................26
Abbildung 5-1: Software zur Berechnung der erforderlichen Dämmmaßnahmen
(Birkenfeld 2013) .............................................................................................................30
Abbildung 7-1: Ergebnis der semiquantitativen Bewertung, farbliche Markierung der
einzelnen Kategorien; Quelle: eigene Auswertung ...........................................................40
Abbildung 7-2: Prozentuale Auswertung der semiquantitativen Bewertung, farbliche
Markierung der einzelnen Kategorien; Quelle: eigene Auswertung ..................................41
Abbildung 7-3: Höchstwerte der semiquantitativen Auswertung; Quelle: eigene
Auswertung ......................................................................................................................42
Abbildung 7-4: Höchstwerte bei Auswertung des Einzelkriteriums Dämmwirkung; Quelle:
eigene Darstellung ...........................................................................................................44
Abbildung 12-1 Auswertung des Kriteriums Dämmwirkung ........................................ xxxviii
Abbildung 12-2 Auswertung des Kriteriums Brandschutz .............................................xxxix
Abbildung 12-3 Auswertung des Kriteriums Schallschutz .............................................xxxix
Abbildung 12-4 Auswertung des Kriteriums Bauverfahren ................................................ xl
Abbildung 12-5 Auswertung des Kriteriums Baukonstruktion ............................................ xl
Abbildung 12-6 Auswertung des Kriteriums Gesundheitsrisiken ...................................... xli
Abbildung 12-7 Auswertung des Kriteriums Ökobilanz ..................................................... xli
Abbildung 12-8 Auswertung des Kriteriums Kosten ........................................................ xlii
Abbildung 12-9 Auswertung des Kriteriums Akzeptanz ................................................... xlii
viii
12.
Anhang
12.1 Begründungen zur semiquantitativen Bewertung
Kriterium Dämmwirkung
Sanierungsmaterial,
traditionell
Begründung
Wertung
Flachs
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0370,045 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von 1500 bis 1600 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine akzeptable
Dämmwirkung.
0
Hanf
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0400,048 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von 1500 bis 2300 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine akzeptable
Dämmwirkung.
0
Holzfaser
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0390,070 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von 1600 bis 2100 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine akzeptable
Dämmwirkung.
0
Holzspäne
Eine hohe Wärmeleitfähigkeit von 0,045-0,5 W/mK
und hohe spezifische Wärmekapazität von
2100 J/kgK (sommerlicher Wärmeschutz) ergeben
eine schwache Dämmwirkung.
-
Holzwolle
Eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit von 0,060,093 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von 2100 J/kgK (sommerlicher Wärmeschutz)
ergeben eine schwache Dämmwirkung.
-
Kokosfasern
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0400,050 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von 1300 bis 1700 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine akzeptable
Dämmwirkung.
0
Kork
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0370,040 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von 1700 bis 2100 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine akzeptable
Dämmwirkung.
0
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0380,044 W/mK und mittlere spezifische
Wärmekapazität von 960 bis 1300 J/kgK
(sommerlicher Wärmeschutz) ergeben eine
akzeptable Dämmwirkung.
0
Schafwolle
ix
Sanierungsmaterial,
traditionell
Schilfrohr
Zellulose
EPS
XPS
Resol-Hartschaum
PUR/PIRHartschaum
Blähglimmer/
Vermiculit
Blähperlit
Blähton
Perlit
Begründung
Eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit von 0,0380,065 W/mK und erhöhte spezifische
Wärmekapazität von 1200 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine schwache
Dämmwirkung.
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0390,045 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von 1600 bis 2100 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine akzeptable
Dämmwirkung.
Eine geringe Wärmeleitfähigkeit von 0,0200,040 W/mK und erhöhte spezifische
Wärmekapazität von 1210 bis 1500 J/kgK
(sommerlicher Wärmeschutz) ergeben eine gute
Dämmwirkung.
Eine geringe Wärmeleitfähigkeit von 0,0200,040 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von 1400 bis 1500 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine gute Dämmwirkung.
Eine geringe Wärmeleitfähigkeit von 0,0210,045 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von 1500 bis 1800 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine gute Dämmwirkung.
Eine geringe Wärmeleitfähigkeit von 0,0210,035 W/mK und erhöhte spezifische
Wärmekapazität von 1200 bis 1500 J/kgK
(sommerlicher Wärmeschutz) ergeben eine gute
Dämmwirkung.
Eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit von 0,0460,070 W/mK und erhöhte spezifische
Wärmekapazität von 1000 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine schwache
Dämmwirkung.
Eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit von 0,0520,070 W/mK und erhöhte spezifische
Wärmekapazität von 1000 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine schwache
Dämmwirkung.
Eine hohe Wärmeleitfähigkeit von 0,080-0,180 W/mK
und erhöhte spezifische Wärmekapazität von
1100 J/kgK (sommerlicher Wärmeschutz) ergeben
eine schwache Dämmwirkung.
Eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit von 0,0400,080 W/mK und erhöhte spezifische
Wärmekapazität von 1000 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine schwache
Dämmwirkung.
Wertung
-
0
+
+
+
+
-
-
-
-
x
Sanierungsmaterial,
traditionell
Blähglas
Calciumsilikat
Mineraldämmplatte
Mineralwolle
Schaumglas
Silikatschaum
Sanierungssystem,
neu
AerogelInnendämmsystem
Aerogel-WDVS
Beheizte
Innendämmung
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
MaiskolbenSpanplatten
Rohrkolben
Seegrasfasern
Begründung
Eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit von 0,0400,080 W/mK und mittlere spezifische
Wärmekapazität von 800 bis 1000 J/kgK
(sommerlicher Wärmeschutz) ergeben eine
schwache Dämmwirkung.
Eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit von 0,0400,070 W/mK und mittlere spezifische
Wärmekapazität von 850 bis 1000 J/kgK
(sommerlicher Wärmeschutz) ergeben eine
schwache Dämmwirkung.
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0420,050 W/mK und erhöhte spezifische
Wärmekapazität von ca. 1300 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine akzeptable
Dämmwirkung.
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0330,050 W/mK und mittlere spezifische
Wärmekapazität von ca. 1500 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine akzeptable
Dämmwirkung.
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0380,050 W/mK und mittlere spezifische
Wärmekapazität von 840 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine akzeptable
Dämmwirkung.
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0340,070 W/mK und erhöhte spezifische
Wärmekapazität von 1000 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine akzeptable
Dämmwirkung.
Begründung
Eine äußerst geringe Wärmeleitfähigkeit von 0,0160,019 W/mK ergibt eine sehr gute Dämmwirkung.
Eine äußerst geringe Wärmeleitfähigkeit von
0,018 W/mK ergibt eine sehr gute Dämmwirkung.
siehe Holzfaser
Begründung
Eine hohe Wärmeleitfähigkeit von 0,101 W/mK ergibt
eine schwache Dämmwirkung.
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,04380,060 W/mK ergibt eine akzeptable Dämmwirkung.
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0450,049 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von ca. 2000 J/kgK (sommerlicher Wärmeschutz)
ergeben eine akzeptable Dämmwirkung.
Wertung
-
-
0
0
0
0
Wertung
++
++
0
Wertung
0
0
xi
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
Polyestervlies
Elastomerabfälle in
PUR-Hartschaum
PUR mit PCM
Textilabfälle
Aerogel
Aerogel Dämmputz
Aerosil
Systembauteil
Physikalischer
Fassadenschutz
Sanierungstechnologie, neu
Vakuumisolationspaneele
PCM-Gipsputz
PCM-Gipsplatte
Begründung
Wertung
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit von 0,0340,041 W/mK und hohe spezifische Wärmekapazität
von ca. 1500 J/kgK (sommerlicher Wärmeschutz)
ergeben eine akzeptable Dämmwirkung.
0
Eine geringe Wärmeleitfähigkeit ab 0,034 W/mK
ergibt eine gute Dämmwirkung.
K. A., entspricht schätzungsweise den Eigenschaften
von PUR-Hartschaum.
Eine mittelmäßige Wärmeleitfähigkeit ab
0,044 W/mK ergibt eine akzeptable Dämmwirkung.
Eine äußerst geringe Wärmeleitfähigkeit von 0,0130,021 W/mK und erhöhte spezifische
Wärmekapazität von 700 bis 1500 J/kgK
(sommerlicher Wärmeschutz) ergeben eine sehr
gute Dämmwirkung.
Eine geringe Wärmeleitfähigkeit von 0,028 W/mK
ergibt gute Dämmwirkung.
Eine äußerst geringe Wärmeleitfähigkeit von
0,019 W/mK ergibt eine sehr gute Dämmwirkung.
+
+
0
++
+
++
Begründung
k. A.
Wertung
Eine äußerst geringe Wärmeleitfähigkeit von 0,0070,008 W/mK und mittlere spezifische
Wärmekapazität von 800 J/kgK (sommerlicher
Wärmeschutz) ergeben eine sehr gute
Dämmwirkung.
-
++
k. A.
k. A.
Tabelle 12-1: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Dämmwirkung, Quelle: eigene
Darstellung
Kriterium Brandschutz
Sanierungsmaterial,
traditionell
Flachs
Hanf
Holzfaser
Holzspäne
Holzwolle
Kokosfasern
Kork
Schafwolle
Schilfrohr
Begründung
Baustoffklasse B2
Baustoffklasse B2
Baustoffklasse B1, B2
Baustoffklasse B2
Baustoffklasse B1, B2
Baustoffklasse B2
Baustoffklasse B2
Baustoffklasse B2
Baustoffklasse B1, B2
Wertung
0
0
0
xii
Sanierungsmaterial,
traditionell
Zellulose
EPS
XPS
Resol-Hartschaum
PUR/PIRHartschaum
Blähglimmer/
Vermiculit
Blähperlit
Blähton
Perlit
Blähglas
Calciumsilikat
Mineraldämmplatte
Mineralwolle
Schaumglas
Silikatschaum
Sanierungssystem,
neu
AerogelInnendämmsystem
Aerogel-WDVS
Beheizte
Innendämmung
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
MaiskolbenSpanplatten
Rohrkolben
Seegrasfasern
Polyestervlies
Elastomerabfälle in
PUR-Hartschaum
PUR mit PCM
Textilabfälle
Aerogel
Aerogel Dämmputz
Aerosil
Systembauteil
Physikalischer
Fassadenschutz
Begründung
Wertung
Baustoffklasse B1, B2
Baustoffklasse B1, B2
Baustoffklasse B1, B2
Baustoffklasse B1, B2
0
0
0
0
Baustoffklasse B1, B2
0
Baustoffklasse A1
+
Baustoffklasse A1, B2
Baustoffklasse A1
Baustoffklasse A1, B1, B2
Baustoffklasse A1
Baustoffklasse A1, A2
Baustoffklasse A1
Baustoffklasse A1, A2, B1
Baustoffklasse A1, A2
Baustoffklasse A1, A2
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Begründung
Wertung
Baustoffklasse B1, B2
0
nicht brennbar, daher vermutlich Baustoffklasse A
+
siehe Holzfaser
-
Begründung
Wertung
-
k. A.
-
k. A.
0
Baustoffklasse B2
Baustoffklasse B1
siehe PUR-Hartschaum
0
siehe PUR-Hartschaum
Baustoffklasse B1
nicht brennbar, daher vermutlich Baustoffklasse A
0
k. A.
0
+
Baustoffklasse A2
+
Baustoffklasse A1
+
xiii
Sanierungstechnologie, neu
Vakuumisolationspaneele
PCM-Gipsputz
PCM-Gipsplatte
Begründunge
Wertung
Baustoffklasse B2
-
Baustoffklasse B1, B2
Baustoffklasse B2
0
-
Tabelle 12-2: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Brandschutz, Quelle: eigene Darstellung
Kriterium Schallschutz
Sanierungsmaterial,
traditionell
Flachs
Hanf
Holzfaser
Holzspäne
Holzwolle
Kokosfasern
Kork
Schafwolle
Schilfrohr
Zellulose
EPS
Begründung
Elastischer Dämmstoff, große Masse, offenporig.
Gute Schalldämmeigenschaften.
Elastischer Dämmstoff, große Masse, offenporig.
Gute Schalldämmeigenschaften.
Elastischer Dämmstoff, große Masse, offenporig.
Gute Schalldämmeigenschaften.
Elastischer Dämmstoff, große Masse, offenporig.
Gute Schalldämmeigenschaften.
Große Masse, offenporig. Gute
Schalldämmeigenschaften (Akustikplatte).
Elastischer Dämmstoff, große Masse, offenporig.
Gute Schalldämmeigenschaften.
Große Masse, hohe Materialdichte. Gute
Schalldämmeigenschaften.
Elastischer Dämmstoff, große Masse, offenporig.
Gute Schalldämmeigenschaften.
Luftschichten in und um die Schilfrohre. Guter
Schallschutz.
Elastischer Dämmstoff, große Masse, offenporig.
Gute Schalldämmeigenschaften.
Starrer Dämmstoff, geringe Dichte. Keine
schallschützende Wirkung bis schallverstärkend.
Wertung
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
XPS
Starrer, geschlossenzelliger Dämmstoff, geringe
Dichte. Keine schallschützende Wirkung bis
schallverstärkend.
-
Resol-Hartschaum
Starrer, geschlossenzelliger Dämmstoff, geringe
Dichte. Keine schallschützende Wirkung bis
schallverstärkend.
-
PUR/PIRHartschaum
Starrer, geschlossenzelliger Dämmstoff, geringe
Dichte. Keine schallschützende Wirkung bis
schallverstärkend.
-
Blähglimmer/
Vermiculit
Porös. Verbesserung des Luftschallschutzes.
+
Porös, hohe Schüttrohdichte. Gute
Schalldämmeigenschaften.
+
Blähperlit
xiv
Sanierungsmaterial,
traditionell
Blähton
Perlit
Blähglas
Calciumsilikat
Begründung
Porös, hohe Schüttrohdichte. Gute
Schalldämmeigenschaften.
Keine schallschutztechnische Anwendung.
Hohe Schüttrohdichte. Gute
Schalldämmeigenschaften.
Offenporig, hohe Dichte.
Schallschutzverbesserungen möglich.
Wertung
+
0
+
+
Mineraldämmplatte
Offenporig. Nur dann schallabsorbierend, wenn
Oberfläche unbehandelt und unbekleidet. Sonst
kaum schalltechnische Anwendungsmöglichkeiten.
0
Mineralwolle
Elastischer Dämmstoff, große Masse, offenporig.
Gute Schalldämmeigenschaften, am häufigsten
eingesetzter Faserdämmstoff für den Schallschutz.
+
Schaumglas
Silikatschaum
Sanierungssystem,
neu
Geschlossenzellig, unelastisch. Keine
schallschützende Auswirkung.
Porös, hohe Schüttrohdichte. Gute
Schalldämmeigenschaften.
Begründung
0
+
Wertung
AerogelInnendämmsystem
Feinporige Nanostruktur mit sehr großer spezifischer
Oberfläche. Gute Schalldämmeigenschaften.
+
Aerogel-WDVS
Feinporige Nanostruktur mit sehr großer spezifischer
Oberfläche. Gute Schalldämmeigenschaften.
+
Große Masse, offenporig. Gute
Schalldämmeigenschaften.
+
Beheizte
Innendämmung
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
MaiskolbenSpanplatten
Rohrkolben
Seegrasfasern
Polyestervlies
Elastomerabfälle in
PUR-Hartschaum
PUR mit PCM
Textilabfälle
Begründung
Große Masse, offenporig. Gute
Schalldämmeigenschaften.
Große Masse, offenporig. Gute
Schalldämmeigenschaften.
Elastischer Dämmstoff, große Masse, offenporig.
Gute Schalldämmeigenschaften.
Akustikdämmung. Je dicker, desto höher die
Schallabsorption.
Wertung
+
+
+
+
Siehe PUR-Hartschaum
-
Siehe PUR-Hartschaum
Elastischer Dämmstoff, große Masse, offenporig.
Gute Schalldämmeigenschaften.
+
xv
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
Aerogel
Aerogel Dämmputz
Aerosil
Systembauteil
Physikalischer
Fassadenschutz
Sanierungstechnologie, neu
Vakuumisolationspaneele
PCM-Gipsputz
PCM-Gipsplatte
Physikalischer
Fassadenschutz
Begründung
Feinporige Nanostruktur mit sehr großer spezifischer
Oberfläche. Gute Schalldämmeigenschaften.
Wertung
+
Erhöhte Masse. Schallschützende Auswirkung.
Sehr feinporig, große spezifische Oberfläche.
Schalldämmende Wirkung.
+
Keine Auswirkungen auf den Schallschutz.
0
Begründung
+
Wertung
Schalldämmend bei unbeschädigter Hülle.
+
Keine Auswirkungen auf den Schallschutz.
Starre, schlanke Platten. Geringe Auswirkungen auf
den Schallschutz.
0
Keine Auswirkungen auf den Schallschutz.
0
0
Tabelle 12-3: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Schallschutz; Quelle: eigene Darstellung
Kriterium Bauverfahren
Sanierungsmaterial,
traditionell
Begründung
Wertung
Flachs
Dämmmatten mit Übermaß in
Holzständerkonstruktion einklemmen, einfache
Verarbeitung, in Selbstmontage verarbeitbar
+
Hanf
Dämmmatten mit Übermaß in
Holzständerkonstruktion einklemmen, einfache
Verarbeitung, in Selbstmontage verarbeitbar
+
Dämmplatten sind von handwerklich erfahrenen
Heimwerkern verarbeitbar, Einblasdämmung sollte
nur von geschultem Personal eingebracht werden
0
Holzfaser
Holzspäne
Holzwolle
Kokosfasern
Kork
Schafwolle
Schilfrohr
Späne werden vollautomatisch eingebracht oder von
Hand geschüttet und verdichtet.
für handwerklich erfahrene Heimwerker gut
verarbeitbar
für handwerklich erfahrene Heimwerker gut
verarbeitbar
bröselige Dämmplatte, problematisch beim
Verarbeiten
Dämmstoff in Ständerwände einlegen und
antackern, einfach zu verarbeiten
als Putzträger für WDVS von Fachfirmen
durchzuführen, sowohl senkrecht als auch horizontal
verarbeitbar
0
+
+
0
+
0
xvi
Sanierungsmaterial,
traditionell
Begründung
Wertung
Einbau der Einblasdämmung nur durch geschulte
und zertifizierte Fachbetriebe
0
EPS
Einfache Anbringung durch Verkleben,
Lagerungshinweise beachten (Schutz vor UVStrahlung)
+
XPS
Einfache Anbringung durch Verkleben,
Lagerungshinweise beachten (Schutz vor UVStrahlung)
+
Resol-Hartschaum
Anbringung durch Verkleben und Verdübeln,
Velegungsgenauigkeit ist wichtig, besser durch
Handwerker zu bearbeiten
0
Anbringung durch Verkleben, wenn nötig
mechanisch befestigen, einfache Verarbeitung,
höhere Anforderungen in speziellen
Anwendungsgebieten (z.B. als Perimeterdämmung),
vorzugsweise von Fachfirma auszuführen
0
Maschinell einblasen oder schütten
0
Einschütten und leicht verdichten
0
Gut in Eigenleistung zu verarbeiten, bei
bautechnisch anspruchsvollen Anwendungen
Fachpersonal bervorzugen
0
Zellulose
PUR/PIRHartschaum
Blähglimmer/
Vermiculit
Blähperlit
Blähton
Perlit
Blähglas
Anbringung durch Verkleben und Verdübeln,
Schütten oder Einblasen
Einschütten und zu 5% verdichten
0
0
Anbringung mit Leichtmörtel und ggf. Dübeln,
verarbeitbar von handwerklich erfahrenen
Heimwerkern, höhere Anforderungen, wenn als
Innendämmung eingesetzt
0
Mineraldämmplatte
Mit Leichtmörtel verkleben und verdübeln, Platten
sind sehr starr, lassen sich nicht gegenseitig
anpressen
0
Mineralwolle
Anbringung mit Klebemörtel, auf mechanische
Befestigung kann im Regelfall verzichtet werden,
geringes Gewicht, Flexibilität,
Abstandsabweichungen bis zu 3 cm
unproblematisch, durch Stauchung der Platten
ausgleichbar, leicht zu verarbeiten
+
Schaumglas
Platten kompakt verkleben, Verarbeitung bevorzugt
durch Fachfirmen, da spezielle Anwendungsgebiete
0
Maschinell einblasen oder manuell schütten,
Nachkontrolle, Verschließen der Bohrlöcher mit
Zement
0
Calciumsilikat
Silikatschaum
xvii
Sanierungssystem,
neu
AerogelInnendämmsystem
Aerogel-WDVS
Beheizte
Innendämmung
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
MaiskolbenSpanplatten
Rohrkolben
Begründung
Wertung
Vollflächige Verklebung, Dämmplatten können
zugeschnitten werden
Befestigung mit Klebe- und Armierungsmörtel,
klassische Verarbeitung eines WDVS
Montage innerhalb von 1 bis 2 Tagen in
Trockenbauweise, Modulbauweise, für
Selbstmontage geeignet
Begründung
0
+
+
Wertung
-
k. A.
-
k. A.
Maschinell einblasen oder von Hand
schütten/stopfen, Hohlraum muss vollständig gefüllt
sein, Verarbeitung besser durch Fachpersonal
0
Einfache Anbringung durch Verkleben
+
Siehe PUR-Hartschaum
0
Siehe PUR-Hartschaum
Maschinell einblasen
0
0
Aerogel
Granulat einblasen, Vliese kleben oder mechanisch
befestigen, Vliese im Umgang wie herkömmliche
Dämmstoffe
0
Aerogel Dämmputz
Verarbeitung mit handelsüblichen
Verputzmaschinen, längere Arbeitsunterbrechungen
vermeiden
0
Abhängig vom Gesamtsystem
0
Maschinell oder von Hand zu verarbeiten,
Umgebungstemperatur während Verarbeitung und
Trocknung sollte nicht unter 5°C liegen
0
Seegrasfasern
Polyestervlies
Elastomerabfälle in
PUR-Hartschaum
PUR mit PCM
Textilabfälle
Aerosil
Systembauteil
Physikalischer
Fassadenschutz
Sanierungstechnologie, neu
Vakuumisolationspaneele
Begründung
Vollständige Verklebung, Einschäumen mit PURSchaum oder Einlegen zwischen Traglatten, VIPHülle darf unter keinen Umständen beschädigt
werden, Paneele vor Einbau auf Belüftung hin
überprüfen, Verarbeitung nur durch
geschultes/zertifiziertes Personal, möglichst
überlappend einbauen, Halterung, Fugen und
Durchbrüche minimieren, genaue Vorplanung
notwendig (kein Zuschneiden möglich, Paneele
werden nummeriert), Hilfe bei der Planung durch
Isover Software VacuSoft: Bauteilmaße eingeben,
Verlegeplan und Mengenermittlung durch Software
Wertung
-
xviii
Sanierungstechnologie, neu
Begründung
Wertung
PCM-Gipsputz
Maschinell oder von Hand anbringen, angrenzende
Bauteile vom Putzsystem trennen, keine Zusätze
zumischen
0
PCM-Gipsplatte
wie herkömmliche Gipsplatte zu verarbeiten
+
Tabelle 12-4: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Bauverfahren; Quelle: eigene Darstellung
Kriterium Baukonstruktion
Sanierungsmaterial,
traditionell
Begründung
Wertung
Flachs
feuchteempfindlich, resistent gegen
Schädlingsbefall, widerstandsfähig gegen Fäulnis,
nicht beständig gegen Säuren und Laugen,
temperaturbeständig bis 180 °C, hohe Elastizität,
formbeständig, nicht auf Druck belastbar,
Dämmplattenübermaß von 10-20 mm notwendig, um
Einklemmen zu gewährleisten, hohe Lebensdauer
von > 75 Jahren
0
Hanf
feuchteempfindlich, resistent gegen
Schädlingsbefall, nicht beständig gegen Säuren und
Laugen, verrottungsfest, diffusionsoffen,
Feuchteregulation, hohe Sorptionsfähigkeit, nicht auf
Druck belastbar, trocken lagern und verarbeiten,
Abstände der Distanzhalter und unterschiedliche
Befestigungen der Profilhalter sind strikt einzuhalten,
sonst Verlust der statischen Eigenschaften der
Fassade
0
Holzfaser
höhere Steifigkeit, für besonders robuste
diffusionsoffene Wandaufbauten geeignet, robust
gegenüber mechanischen Einflüssen, druckfest,
resistent gegenüber Verrottung, Ungeziefer und
Pilzbefall, ohne Hydrophobierung nicht resistent
gegen Feuchtigkeit (bei längerer Durchfeuchtung
Aufquellen und Fäulnisgefahr), feuchteregulierend,
auch in biegsamer/elastischer Ausführung
vorhanden, nicht für den Einsatz im Erdbereich
geeignet, Platten gegen Hinterlüftung schützen,
fugendicht verlegen, Anschlüsse an angrenzende
Bauteile schlagregendicht ausführen, Nut/FederKantenausbildung möglich, Lebensdauer als WDVS:
40 Jahre
+
Holzspäne
pH-Wert von 9 (hoher pH-Wert hemmt
Schimmelpilzwachstum), setzungssicher, resistent
gegen pflanzliche und tierische Schädlinge
0
xix
Sanierungsmaterial,
traditionell
Begründung
Wertung
Holzwolle
resistent gegen tierische Schädlinge, Fäulnis und
Pilze, formstabil, sehr fest, druckstabil, Platten
planeben lagern und vor Feuchtigkeit schützen,
Dehnungsfugen beachten wegen Quellen und
Schwinden, Lebensdauer als WDVS: 40 Jahre
+
Kokosfasern
fäulnisresistent, bruch- und reißfest, elastisch,
diffusionsoffen, resistent gegen Verrottung,
feuchtigkeitsausgleichend und feuchtebeständig,
robust, alterungsbeständig, geruchsneutral,
elektrostatisch nicht aufladbar, formbeständig,
beständig gegen Ungeziefer und Schimmelbildung
+
Kork
resistent gegen Säuren und Laugen, Verrottung und
Ungeziefer, bei längerer Nässe ist Pilzbefall möglich,
formstabil, kein Zusammenziehen oder Ausdehnen,
löst sich nicht in kochendem Wasser auf, hohe
Druckfestigkeit, wasserdampfdurchlässig, aber
wasserundurchlässig, relativ elastisch, trocken
lagern, möglichst großflächig verlegen, da Gefahr
der Wärmebrücken durch Ungenauigkeiten im
Zuschnitt
+
Schafwolle
durch Behandlung mit Mottenschutzmitteln und ggf.
Borsalz weitestgehend resistent gegen Ungeziefer
und Schimmelpilze, Regulation der Luftfeuchte im
Raum, diffusionsoffen, formstabil, Dämmpassung an
allen Bauteilen, nahezu kein Faserbruch möglich und
daher langlebig, Selbstentzündungstemperatur bei
560 °C, nicht auf Druck belastbar,
alterungsbeständig, geruchsneutral, flexibel
+
Schilfrohr
wasserbeständig, alterungsbeständig,
fäulnisbeständig, verrottungsbeständig, bruchsicher,
diffusionsoffen, nicht auf Druck belastbar,
Untergrund muss ausreichend eben sein,
Lebensdauer von ca. 100 Jahren
++
Zellulose
feuchteempfindlich, nicht beständig gegen Säuren
und Laugen, durch Borsalz und Ammoniumphosphat
resistent gegen Ungeziefer und Schimmelpilze,
Selbstentzündungstemperatur bei 280 °C, kein
Potenzial für Metallkorrosion, hohe Verdichtung
durch Einblasen verzögert im Brandfall erheblich die
Flammausbreitung, trocken und luftig lagern
0
xx
Sanierungsmaterial,
traditionell
EPS
XPS
Resol-Hartschaum
PUR/PIRHartschaum
Blähglimmer/
Vermiculit
Begründung
leicht, formstabil, alterungsbeständig, unempfindlich
gegen Feuchtigkeit, resistent gegen Laugen und
nicht oxidierende Säuren, resistent gegen
Verrottung, Ungeziefer, Pilzbefall, nicht resistent
gegen Lösungsmittel, nicht resistent gegen UVStrahlung, verbrennt nahezu vollständig, vor
Sonneneinstrahlung während Lagerung schützen,
nur abgelagertes Styropor zur Wanddämmung
verwenden, sonst Gefahr der Verformung durch
Entgasung, Kantenausbildung auch als Stufenfalz,
Nut/Feder oder mit Montagefuge möglich,
Oberflächenausbildung auch gerillt oder bossiert,
Lebensdauer ca. 40-60 Jahre
unempfindlich gegen Feuchtigkeit, Frost, Regen,
Schnee, nimmt kein Wasser auf durch geschlossene
Zellstruktur, resistent gegen verdünnte Säuren,
Laugen und organische Lösungsmittel, resistent
gegen Ungeziefer, Verrottung und Pilzbefall, nicht
resistent gegen UV-Strahlung (bei Lagerung
temporärer Schutz mit Folie), bei direktem Kontakt
mit PVC-Dichtungsbahnen Gefahr der Schädigung
der XP-Platten durch Weichmacher,
alterungsbeständig, hohe Nenn- und Druckfestigkeit,
Lebensdauer ca. 40-60 Jahre
diffusionsdicht, unempfindlich gegen Säuren,
Laugen, UV-Strahlung, Schädlinge, Fäulnis und
Schimmel, frei von FCKW, HFCKW, hohe
Druckfestigkeit, geringes Gewicht, tragfähiger,
trockener, ebener, sauberer Untergrund notwendig,
Platten vor Feuchtigkeit, Frost, Hitze und UVStrahlung geschützt lagern, mit Stufenfalz
ausführbar, nicht als Perimeterdämmung einsetzbar
resistent gegen verdünnte Säuren, Laugen und
organische Lösungsmittel, resistent gegen
Verrottung, Ungeziefer, Pilzbefall, nicht resistent
gegen UV-Strahlung, temperaturstabil bis über
120 °C, kein Schmelzen, kein thermoplastisches
Verhalten, glimmt nicht, schmilzt nicht, tropft nicht
brennend ab, hohe Druckfestigkeit,
feuchtigkeitsunempfindlich, praktisch keine
Wasseraufnahme, Frost-Tau-Wechsel-Sicherheit,
alterungsbeständig, geringes Eigengewicht,
formaldehyd- und säurefrei, geschlossenzellig,
ebener Untergrund als Voraussetzung, Platten
gegen Feuchtigkeit und UV-Strahlung schützen,
Lebensdauer ca. 40-60 Jahre
unverrottbar, beständig gegen Ungeziefer und
Nagetiere, alterungsbeständig, säuren- und
laugenfest, fäulnisresistent, schimmelresistent, steril,
bakterien- und keimfrei, diffusionsoffen, relativ gute
Entfeuchtungsfähigkeit
Wertung
+
+
+
+
++
xxi
Sanierungsmaterial,
traditionell
Blähperlit
Blähton
Perlit
Blähglas
Calciumsilikat
Mineraldämmplatte
Begründung
sehr temperaturbeständig, resistent gegen
Verrottung, Ungeziefer und Pilzbefall, resistent
gegen Säuren und Laugen, ohne Hydrophobierung
jedoch feuchteempfindlich, diffusionsoffen, pHneutral und damit chemisch- und korrossionsneutral
frostbeständig, feuchteunempfindlich, druckfest,
beständig gegenüber Säuren und Laugen,
unverrottbar, beständig gegenüber Ungeziefer und
Nagetieren, Lebensdauer als Kerndämmung
> 50 Jahre
temperaturbeständig und witterungsfest,
zähelastisch, druckfest, hochbelastbar, unverrottbar,
alterungsbeständig, ungezieferbeständig (ohne
Zusätze), schimmelresistent, feuchtebeständig bei
Hydrophobierung
geringe Dichte, hohe Festigkeit, sehr leicht,
lösungsmittelfrei, geruchsneutral, unverrottbar,
beständig gegen Nagetiere, amorphe Glasstruktur
verhindert Silikosegefährdung, kein Nährboden für
Schädlinge und Nager, langzeitstabil, ungiftig,
schadstofffrei, beständig gegen Säuren, Laugen und
organische Lösungsmittel, frostbeständig, formstabil
bis 750 °C, UV-beständig, Lebensdauer als
Kerndämmung > 50 Jahre
schwach alkalisch, hoher PH-Wert und damit
schimmelhemmend, diffusionsoffen, nicht brennbar,
nicht wasserlöslich, formstabil, selbsttragend, gute
Kantenstabilität bei gleichzeitig möglichst hoher
Flexibilität, feuchteabsorbierend, nicht
säurebeständig, beständig gegen Verrottung und
Alterung, sauberer und tragfähiger Untergrund
notwendig, durch hohe Kapillaraktivität auch in
kritischen Bereichen der Innendämmung keine
Dampfsperre nötig, Schlagregenschutz unbedingt
notwendig, bei Lagerung vor Feuchtigkeit schützen,
Lebensdauer von ca. 80 Jahren
alterungs- und formbeständig, alkalienbeständig,
resistent gegen Bakterien-, Pilz- und
Ungezieferbefall (durch pH-Wert von 8-10),
stoßempfindlich, teilweise Beschädigungen an
Kanten und Ecken sichtbar, Probleme im
Fugenbereich, Bröselneigung, diffusionsoffen,
kapillaraktiv, als Innendämmung ohne Dampfsperre,
keine Fasern, druckfest (> 300/350 kPa) und
formstabil, stauchungsfrei, Zugfestigkeit: > 80 kPa,
klebefähiger, planer Untergrund sowie
schlagregengeschützte Außenfassade (bei
Innendämmung) nötig, vor Feuchtigkeit geschützt
lagern, Lebensdauer (hinterlüftet) > 50 Jahre
Wertung
++
++
++
++
++
0
xxii
Sanierungsmaterial,
traditionell
Mineralwolle
Schaumglas
Silikatschaum
Sanierungssystem,
neu
AerogelInnendämmsystem
Aerogel-WDVS
Beheizte
Innendämmung
Begründung
Feuchteeinwirkung verschlechtert
Dämmeigenschaften, durch Hydrophobierung keine
Feuchtigkeitsaufnahme, resistent gegen Verrottung,
beständig gegen schwache Laugen, Säuren,
organische Lösungsmittel, Fäulnis, Ungeziefer,
Pilzbefall, diffusionsoffen, häufig wasserabweisend
(als Außendämmung), Schmelzpunkt > 1000 °C,
Zugfestigkeit senkrecht zur Platte σ ≥ 80 kPa,
Druckfestigketi σ ≥ 40 kPa, Scherfestigkeit
τ ≥ 20 kPa, Lebensdauer ca. 80 Jahre
Geschlossenzelligkeit, Wasserdampfdichtheit,
wasserdicht, hohe Druckfestigkeit, resistent gegen
organische Lösemittel, Säuren und schwache
Laugen, resistent gegen Verrottung, Ungeziefer und
Pilzbefall, alterungsbeständig, Wärmedämmung und
Dampfsperre in einer Funktionsschicht,
Feuchteschäden durch Kondensat oder
Wasserinfiltration wegen Verklebung verhindert,
Schaumstruktur wird bei gleichzeitiger Einwirkung
von Wasser und Frost zerstört, bei der letzten
Plattenreihe muss die Fuge der obersten Lage vor
Schlagregen geschützt werden, um ein Hinterlaufen
oder Auswaschen der Klebers zu vermeiden,
Lebensdauer (hinterlüftet) > 50 Jahre
hydrophob, brand- und verrottungsbeständig,
diffusionsoffen, alterungsbeständig, mineralisch,
ungezieferabweisend, sehr leichtes und sehr feines
Dämmstoffgranulat, einziges Kerndämmstoffgranulat
mit Hochhauszulassung
Begründung
diffusionsoffen, aktive Feuchteregulierung durch
kapillaraktive, hoch sorptive Klebe- und
Armierungsschicht, hydrophob, ebener, tragfähiger,
fett- und staubfreier und klebegeeigneter Untergrund
notwendig, ausreichender Schlagregenschutz der
Fassade, planerische Berücksichtigung evtl.
vorhandener Wärmebrücken, richtige
Dimensionierung der Kleberschicht, Luftdichtigkeit
der Gesamtkonstruktion gewährleisten, keine
aufsteigende Feuchtigkeit erlaubt
feuerfest, wasserabweisend, diffusionsoffen, flexibel
und damit auch in Rundungen anbringbar,
Anpassung an ungleichmäßige Oberflächen,
Voraussetzung: sauberer Untergrund
reduziert das Risiko zu hoher Feuchte innerhalb der
Innendämmung durch Trocknungspotenzial der
Wandheizung, Voraussetzung: laufender Betrieb der
Wandheizung während der Wintermonate und
ausreichender Schlagregenschutz, in jedem Raum
einsetzbar, auch in Feuchträumen, trockener
Untergrund notwendig
Wertung
++
++
++
Wertung
-
+
0
xxiii
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
MaiskolbenSpanplatten
Rohrkolben
Begründung
Wertung
Maiskolben-Späne müssen geschützt bleiben
0
gute mechanische Eigenschaften
+
Seegrasfasern
hohe Schimmelresistenz (ohne chemische
Behandlung), kaum hygroskopisch, nicht korrosiv,
verrottungssicher, Wasserdampfaufnahme, ohne
dass sich die Wärmeleitfähigkeit verschlechtert,
uninteressant für jegliche Lebewesen,
diffusionsoffen, nicht druckbelastbar, gute
Entfeuchtungseigenschaften, trotzdem vor
Feuchtigkeit und Bewitterung schützen, während
Transport und Lagerung trocken halten
++
Polyestervlies
geringe Feuchtigkeitsaufnahme, nicht
druckbelastbar, trocken lagern, Polyesterfasern zu
Vliesen gekrempelt und thermisch verfestigt,
Modifikationen: Kaschierung mit Folien, Geweben,
selbstklebend
+
Siehe PUR-Hartschaum
+
Siehe PUR-Hartschaum
+
k. A.
Elastomerabfälle in
PUR-Hartschaum
PUR mit PCM
Textilabfälle
Aerogel
Aerogel Dämmputz
Aerosil
Systembauteil
Physikalischer
Fassadenschutz
wasserunlöslich, hydrophobe Oberfläche und damit
beständig gegen Feuchte und Schimmelbildung,
gute UV-Beständigkeit, hoch atmungsaktiv und
diffusionsoffen, transluzent, Vliese sind flexibel,
nanoskalierte Strukturen nicht sonderlich stabil,
Feststellung: Aerogele können in Dämmplatten mit
der Zeit absacken, Bereiche ohne Dämmwirkung
erzeugen Wärmebrücken
0
mineralisch, diffusionsoffen, sehr leicht
+
resistent gegen Schimmelbildung, hydrophob,
reaktionsneutral zu anderen Verbundwerkstoffen,
formstabil, foggingfrei (keine schwarz-graue
Verfärbung der Oberfläche), diffusionsoffen
+
hydrophil, Vergrößerung der verdunstungsaktiven
Oberfläche von Wassertropfen, kapillaraktiv, nimmt
überschüssige Feuchtigkeit auf und gibt sie
verzögert ab, Selbstreinigungseffekt, Lichtreflexion
durch Glimmerspat, hoher Schlagregenschutz,
wasserdampfdurchlässig, Unterputz muss
ausreichend aufgerauht werden
++
xxiv
Sanierungstechnologie, neu
Vakuumisolationspaneele
PCM-Gipsputz
PCM-Gipsplatte
Begründung
Wertung
Bei Beschädigung der VIP-Hülle (gas- und
wasserdampfdicht) Anstieg der Wärmeleitfähigkeit
auf λ=0,019-0,020 W/mK, sehr lange lagerfähig
(keine hohen Temperaturen, hohe Feuchten,
aggressive Gase), Plattenkern ist unempfindlich
gegen Wärme- und Kälteschocks, punktuelle
Belastung, länger anhaltendes Rütteln oder Ziehen
an der Hülle vermeiden, Zug und Scherkräfte
ausschließen, Beschädigungsgefahr eingeschränkt
bei beidseitiger Kaschierung mit Gummigranulat,
EPS, XPS oder Glasvlies, VIP-Hülle ohne
Kaschierung ist sehr empfindlich (Fingernagel reißt
ein), Untergrund vor Anbringung muss glatt, eben,
frei von Kanten und Graten sein, bei Innendämmung
Dampfsperren einsetzen (vermeidet Feuchtigkeit in
der direkten Umgebung des Paneels), als
Außendämmung vor dauerhafter Nässe und direkter
Sonneneinstrahlung bewahren durch
Fassadenverkleidung oder Überdämmung,
Produktionsfehler haben viel schwerwiegendere
Auswirkungen als bei anderen Dämmmaterialien,
Lebensdauer umstritten: 30-50 Jahre oder
> 60 Jahre
wirkt temperaturregulierend, Eintrag solarer Energie
begrenzen (Verschattungseinrichtungen, Low-EGläser), Verstellen der Wand durch Möbel
vermeiden, geringe Oberflächenbeschichtung des
Putzes, keine Silikatfarben oder Silikatputze
verwenden, nächtliches Lüften notwendig, damit sich
die Wärmespeicher wieder "entladen" können, durch
Auftrag von Beschichtungen kann es zur
Verringerung des Wärmeübergangs kommen,
ständige Gütekontrolle durch Eigenüberwachung,
Lebensdauer > 30 Jahre
geringes Quellen und Schwinden bei Änderungen
der klimatischen Bedingungen, Einsatz der
Gipsplatte in Konstruktionen mit Anforderungen an
den Feuerwiderstand nur auf Anfrage, zur
Vermeidung von Schäden an der Kartonoberfläche,
Platten vor Einbau nicht schieben
-
0
0
Tabelle 12-5: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Baukonstruktion; Quelle: eigene
Darstellung
xxv
Kriterium Gesundheitsrisiken
Sanierungsmaterial,
traditionell
Flachs
Hanf
Holzfaser
Holzspäne
Holzwolle
Kokosfasern
Kork
Schafwolle
Schilfrohr
Zellulose
Begründung
hautsympathisch (keine Hautreizungen),
Staubgrenzwert beim Einbau nur geringfügig
überschritten, nach Einbau keine Faserbelastung
mehr
Staubentwicklung beim Einblasen loser Hanffasern,
Gefährdung der Gesundheit ausgeschlossen, da frei
von umweltschädigenden Zusatzstoffen,
hautverträglich (kein Jucken und Kratzen)
beim Zuschneiden der Platten entsteht
Nadelholzstaub, keine Belastung der Innenraumluft,
physiologisch unbedenklich
bei Bearbeitung von Hand Staubschutz tragen, keine
Emissionen im Bestand zu befürchten, keine
gesundheitsbedenklichen Emissionen durch
Imprägnierung (Soda, Frischmolke)
Staubbelastung beim Schneiden, Atemwege
schützen, gesundheitlich unschädlich
Staubbelastung bei Verarbeitung kann zu
Atemwegbeschwerden führen, daher
Atemschutzmaske empfohlen, keine
Schadstoffemissionen, gesundheitlich unbedenklich
Verarbeitung ohne Sicherheitsmaßnahmen möglich,
heutzutage nicht mehr mit Formaldehydemssion zu
rechnen, Verschwelungsprodukte nur möglich, wenn
notwendige Temperaturen beim Expandieren
überschritten wurden, Staubentwicklung beim
Zuschneiden, keine Binde- und Flammschutzmittel,
imprägnierte Korkplatten im innenraumnahen
Bereich meiden
hautsympathisch, Freisetzung von Fasern und Staub
lässt sich durch richtiges Werkzeug und sorgfältige
Reinigung minimieren, Atemschutzmaske und
Schutzbrille empfohlen, nach Einbau keine größere
Faserbelastung, Einsatz von Keratin-Vliesen im
Innenraum zur Bindung von Schadstoffen
keine giftigen Gase im Brandfall, keine
Flammschutzmittel, keine Insektizide, ohne
chemische Zusätze, "gesundes Bauen"
beim Einbau loser Zellulose-Dämmstoffe hohe
Staub- und Faserbelastung, lungengängige
Zellulosefasern erzwingen Schutzmaßnahmen, bei
Dämmplatten wesentlich geringere Staubbildung, nur
beim Zuschneiden höhere Staubkonzentration,
daher sind Atemschutzmaske und Schutzbrille
empfohlen, Raumbelastungen durch Feinstäube
nicht zu erwarten, keine höheren Faserbelastungen,
geringe Mengen Schadstoffgehalt, im Brandfall
Rauchgasentwicklung
Wertung
+
+
+
+
+
+
0
+
+
0
xxvi
Sanierungsmaterial,
traditionell
EPS
XPS
Resol-Hartschaum
PUR/PIRHartschaum
Blähglimmer/
Vermiculit
Blähperlit
Blähton
Perlit
Blähglas
Begründung
Flammschutzmittel HBCD ist toxisch (toxische
Ausgangsstoffe), als Innendämmung nicht
empfehlenswert wegen giftiger Verbrennungsgase
im Brandfall, keine Belastung der Innenraumluft, kein
nennenswertes Auswandern des
Flammschutzmittels zu erwarten, beim
Heißdrahtschneiden entstehende Dämpfe sollten
nicht eingeatmet werden, unter normalen
Umständen eingebaut gesundheitlich unbedenklich,
gesundheitsschädliche Substanzen im Brandfall
keine Belastung der Innenraumluft, Vorsicht vor
verwendetem Treibmittel HFKW, eigentlich verboten,
teilweise noch verwendet (niedrige Wärmeleitwerte),
bei HFKW getriebenen XPS entweichen Zellgase im
Produktionsjahr, im Brandfall Entstehung giftiger
Brandgase (Dioxine, Furane), XPS enthält rund
dreimal mehr Flammschutzmittel als EPS, beim
Heißdrahtschneiden entstehende Dämpfe sollten
nicht eingeatmet werden
keine gefährlichen Inhaltsstoffe oder Gemische,
FCKW-frei, HFCKW-frei, im Brandfall dicker, nur
geringe Rauchbelastung im Brandfall, schwarzer
Rauch und Zersetzungsprodukte, toxisches
Kohlenmonoxid im Brandfall, gesundheitlich
unbedenklich
bei Verarbeitung keine relevanten
arbeitshygienischen Risiken, entstehende Stoffe bei
Verarbeitung sollten nicht eingeatmet werden,
Belastungen der Innenraumluft liegt nicht vor,
entweichendes Zellgas, im Brandfall starke
Rauchentwicklung und giftige Brandgase,
Schutzbrille beim Schneiden
bei Verarbeitung als Schüttung sind
Staubbelastungen möglich, Schutzmaske
empfohlen, gesundheitsrelevante
Beeinträchtigungen sind nicht bekannt, physiologisch
unbedenklich
bei Einbringen der Schüttung Staubmaske
empfohlen, gesundheitlich unbedenklich
bei Einbau Staubbelastung, Atemschutz empfohlen,
gesundheitsrelevante Beeinträchtigungen sind nicht
bekannt
Staubentwicklung bei Schüttung, Atemschutz
empfohlen, keine Schadstoffbelastung im
eingebauten Zustand, im Brandfall
Giftgasentwicklung möglich, physiologisch
unbedenklich
keine gesundheitsrelevante Beeinträchtigungen
bekannt, gesundheitsfreundlich, anti-allergen,
Feinstaubentwicklung bei Schüttung,
Atemschutzmaske empfohlen
Wertung
-
-
0
-
+
+
+
0
+
xxvii
Sanierungsmaterial,
traditionell
Calciumsilikat
Mineraldämmplatte
Mineralwolle
Schaumglas
Silikatschaum
Sanierungssystem,
neu
AerogelInnendämmsystem
Aerogel-WDVS
Beheizte
Innendämmung
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
MaiskolbenSpanplatten
Rohrkolben
Begründung
Staubemissionen beim Zuschneiden, keine
Belastungen der Innenraumluft, keine schädlichen
Emissionen, im Brandfall keine toxischen Gase oder
Dämpfe, gesundheitlich unbedenklich
keine Gesundheitsrisiken, bei Schleifarbeiten
Staubschutzmaske und Schutzbrille tragen,
Schwelgase bei hohen Temperaturen sind toxisch
unbedenklich, baubiologisch und bauphysiologisch
unbedenklich
bei Verarbeitung von künstlichen Mineralfasern
können lungengängige Fasern freigesetzt werden,
bei ordnungsgemäßer Bebauung keine
Faserstaubbelastung, im Brandfall ist mit
Formaldehyddämpfen zu rechnen, heutige
Mineralfasern sind frei von Krebsverdacht, bei
Kontakt sind Hautreizungen möglich,
Atemschutzmaske und Schutzbrille sind empfohlen
im Brandfall keine brennbaren Schmelzprodukte,
kein Qualm oder toxische Gase, Bildung toxischer
Pyrolyseprodukte im Brandfall nur bei
bitumenverklebten Schaumglasplatten, frei von
Wohngiften, beim Schneiden werden Zellgase
freigesetzt, führt zu unangenehmer aber
ungefährlicher Geruchsbelästigung, nur Glasstaub
kann Augen, Haut, Atemwege reizen,
Atemschutzmaske und Schutzbrille empfohlen, keine
Belastung der Innenraumluft, krebserzeugende
Emissionen nicht nachweisbar
starke Feinstaubentwicklung während des
Einblasens
Begründung
Wertung
+
+
-
0
0
Wertung
keine gefährlichen Substanzen, Staubbildung
vermeiden, im Brandfall können gefährliche
Zersetzungsprodukte entstehen
0
Staubentwicklung beim Schneiden und Verarbeiten,
Schutz empfohlen (Handschuhe, Mundschutz),
Einatmen des Staubes vermeiden, keine toxischen
oder gesundheitsbedenklichen Stoffe
0
ausschließlich Naturbaustoffe werden verwendet,
keine Gesundheitsschädigungen zu erwarten
+
Begründung
natürlicher Baustoff, keine gesundheitsschädlichen
Emissionen zu erwarten
natürlicher Baustoff, keine gesundheitsschädlichen
Emissionen zu erwarten
Wertung
+
+
xxviii
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
Begründung
Wertung
Seegrasfasern
frei von gesundheitlich bedenklichen Emissionen und
Inhaltsstoffen, Pflanze ohne Zusatzstoffe, für
Allergiker geeignet
+
Polyestervlies
gute Humanverträglichkeit (Öko-Tex-Zertifikat),
allergologisch und toxikologisch unbedenklich,
geruchsneutral
0
Siehe PUR-Hartschaum
-
Siehe PUR-Hartschaum
gesundheitlich unbedenklich
potentielle Risiken von Nanoprodukten für die
menschliche Gesundheit sind noch wenig
untersucht, Staubemissionen bei Verarbeitung sind
möglich und können lungengängig sein, in
Verbundelementen sind Aerogele eingeschlossen,
daher keine Gefahr, Staubemissionen der Vliese
enthalten keine Nanopartikel, Kontakt des Aerogels
mit Haut, Augen und Atemwegen generell vermeiden
(wirken austrocknend), nach Einbau können
Emissionen von Nanopartikeln ausgeschlossen
werden, im Brandfall keine Rauchbildung und
toxische Gase, zur Sol-Synthese wird teilweise
Tetramethylorthosilicat eingesetzt (sehr giftig)
bei Verarbeitung Berührung mit Augen und Haut
vermeiden, Atemschutz bei Staubentwicklung
0
beinhaltet keine Fungizide, Algizide, Pestizide
0
Frischluftzufuhr berücksichtigen, Staub nicht
einatmen
0
Elastomerabfälle in
PUR-Hartschaum
PUR mit PCM
Textilabfälle
Aerogel
Aerogel Dämmputz
Aerosil
Systembauteil
Physikalischer
Fassadenschutz
Sanierungstechnologie, neu
Begründung
0
0
Wertung
keine Gefahrstoffe oder Zersetzungsstoffe
freigesetzt, nach derzeitigem Wissensstand wird
keine gesundheitliche Schädigung verursacht
+
PCM-Gipsputz
Produkt reagiert mit Wasser stark alkalisch, deshalb
Haut und Augen schützen, Staubbildung vermeiden,
Schutzhandschuhe, Schutzbrille
0
PCM-Gipsplatte
gesundheitlich unbedenklich
0
Vakuumisolationspaneele
Tabelle 12-6: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Gesundheitsrisiken; Quelle: eigene
Darstellung
xxix
Kriterium Ökobilanz
Sanierungsmaterial,
traditionell
Flachs
Hanf
Holzfaser
Holzspäne
Holzwolle
Kokosfasern
Begründung
Rohstoffe: Flachskurzfasern aus dem Stengel
(Nebenprodukt), Kartoffelstärke, teilweise
wiederverwertete textile Bindefasern,
Brandschutzmittel; Wiederverwendung möglich,
Kompostierung möglich, wenn ohne synthetische
Stützfasern, sonst energetische Wiederverwertung
(Heizwert: 12,3 MJ/kg), zu 100% recycelbar,
Primärenergiebedarf bei Herstellung: 18,9 MJ/kg
Rohstoffe: Hanffasern und Schäbe (Nebenprodukt);
Anbau ohne Zusatz von Insektiziden und Herbiziden,
Wiederverwendung möglich, Kompostierung
möglich, wenn ohne synthetische Stützfasern, sonst
energetische Wiederverwertung (Heizwert:
16,9 MJ/kg), Primärenergiebedarf bei Herstellung:
18,6 MJ/kg, natureplus Gütesiegel
Rohstoffe: Sägewerksresthölzer und Holzabfälle von
Fichte, Tanne, Kiefer (Nadelhölzer); Zerfaserung,
Herstellung im Nass- oder Trockenverfahren,
teilweise bituminiert, Wiederverwertung,
Kompostierung theoretisch möglich (zerkleinerte
Materialreste), sonst energetische Verwertung
(Heizwert: 18 MJ/kg), positive Ökobilanz,
Primärenergiebedarf bei Herstellung: 15-20 MJ/kg,
natureplus Gütesiegel, Österreichisches
Umweltzeichen
Rohstoffe: naturbelassene Holzspäne aus Fichten-,
Tannen- und Kiefernholz, Soda, Frischmolke oder
Vermischung mit Lehm; restfrei wiederverwendbar,
energetische Verwertung möglich, natürliche
Kompostierung möglich, Primärenergiebedarf bei
Herstellung: 4 MJ/kg, natureplus Gütesiegel, Cradleto-Cradle-Gold
Rohstoffe: langfaserige Holzwolle (viel grobere
Fasern als bei Holzfaserdämmung) und mineralische
Bindemittel (Zement/Magnesit), Hobelspäne vor
allem von Fichte und Kiefer, weitere Bestandteile in
Mehrschichtplatten wie Mineralfaser oder
Hartschaum; ökologisch unbedenklich,
wiederverwend- und wiederverwertbar, Deponierung
als Bauschutt (vor allem bei verputzten HWLPlatten); Primärenergiebedarf bei Herstellung:
3,5 MJ/kg
Rohstoff: Kokosfasern (äußere Fasern der
Kokosnuss), Borsalz/Ammoniumsulfat für den
Brandschutz; vollständige Rückbau- und
Recycelbarkeit, wiederverwendbar, geringer
Primärenergieaufwand bei Herstellung, aber langer
Transportweg zur Rohstoffbeschaffung (Indien,
Indonesien)
Wertung
+
++
++
++
+
+
xxx
Sanierungsmaterial,
traditionell
Kork
Schafwolle
Schilfrohr
Zellulose
EPS
Begründung
Rindenrohstoff der Korkeiche, expandierter
Dämmkork in korkeigenen Harzen gebunden;
Einsatz von Kork als Dämmstoff ist durch den
geringen Bestand an Korkeichen begrenzt,
Wiederverwendung theoretisch möglich (Korkschrot,
Dämmstoff), stoffliche Verwertung nur für
Kleinstmengen, Kork-Dämmstoffe ohne künstliche
Bindemittel können kompostiert werden, sonst
Abfallverbrennungsanlage (Heizwert: 16,7 MJ/kg),
Primärenergiebedarf bei Herstellung: 12,7 MJ/kg
Rohstoff: Schafschurwolle; hauptsächlich regional
bzw. europäisch, was die heimische Schafhaltung
unterstützt, bei regionaler Schafhaltung herrscht kein
massiver Chemieeinsatz wie in Riesenzuchtfarmen
in Australien, wiederverwertbar, auch für textile
Fertigungsprozesse, Kompostierung theoretisch
möglich (wegen Borsalz-/Mitinimprägnierung und
Polyester-Stützfasern davon besser absehen), sonst
energetische Wiederverwertung (Heizwert:
20,43 MJ/kg), Primärenergiebedarf bei Herstellung:
16,4 MJ/kg, natureplus Gütesiegel
Rohstoff: Schilfrohr (ständig nachwachsender
Rohstoff, bildet etwa viermal so viel Biomasse wie
Holz), Draht; kein naturfremder Abfall, häckseln,
kompostieren und Nutzung als Dünger möglich,
keine Produktionsabfälle, Wiederverwendung
möglich, wenn nicht als Putzträger verwendet,
energetische Vewertung möglich,
Primärenergiebedarf bei Herstellung ist sehr gering,
keine Emissionen bei Herstellung und Nutzung,
dafür höhere Transportenergie, da Schilfrohr
importiert werden muss
Rohstoff: Zeitungspapier; Wiederverwendung nach
Ausbau möglich, Wiederverwertung, theoretisch
kompostierbar, energetische Verwertung (Heizwert:
17-24,7 MJ/kg), Primärenergiebedarf bei
Herstellung: 3,2 MJ/kg, natureplus Gütesiegel,
Blauer Engel
Rohstoffe: Polysytrol auf Erdölbasis, auch als
Mischsystem mit schwarzem Graphit möglich;
Wiederverwendung theoretisch möglich, stoffliche
Wiederverwertung technisch möglich,
Wiedergewinnung von Polystyrol theoretisch
möglich, sonst energetisch Verwertung (Heizwert:
39,3 MJ/kg), Primärenergiebedarf bei Herstellung:
105 MJ/kg (sehr hoch)
Wertung
+
++
++
++
-
xxxi
Sanierungsmaterial,
traditionell
XPS
Resol-Hartschaum
PUR/PIRHartschaum
Blähglimmer/
Vermiculit
Blähperlit
Blähton
Perlit
Begründung
Rohstoff: Polysytrol auf Erdölbasis;
Wiederverwendung theoretisch möglich, stoffliche
Wiederverwertung technisch gut möglich (als
Frostschutzschicht im Straßenbau einsetzbar), sonst
energetisch Verwertung (Heizwert: 47 MJ/kg),
Freisetzung von Treibhausgasen möglich,
Primärenergiebedarf bei Herstellung: 109110,16 MJ/kg (sehr hoch)
Rohstoffe: Phenolharz (Schaumkunstoff), teilweise
mit Glasfaser; Wiederverwertung möglich,
andernfalls Entsorgung, hoher Primärenergiebedarf
bei Herstellung
Rohstoffe: MDI, Polyol (auf Erdölbasis); unverrottbar,
Wiederverwendung theoretisch möglich, stoffliche
Verwertung durch Klebepressen möglich, sonst
energetische Wiederverwertung (Heizwert:
25 MJ/kg), Freisetzung von FCKW möglich, daher
Entsorgung nur durch geregelte Verbrennung,
Primärenergiebedarf bei Herstellung: 102 MJ/kg
(sehr hoch)
Rohstoff: Glimmerschiefer, Tonmineral
(Rohvermiculit thermisch expandiert), ohne
Bindemittel; Wiederverwendung als Dämmstoff
möglich, stoffliche Verwertung möglich, energetische
Vewertung nicht möglich, Rückbau sauberer
Schüttung ist problemlos möglich,
Primärenergiebedarf bei Herstellung: 5,7 MJ/kg
(thermischer Prozess verursacht Großteil der
Grauen Energie)
Rohstoffe: Rohperlit (vulkanisches Gestein),
Zellulosefasern oder Mineralfasern als Bindemittel
für Platten; Wiederverwendung als Dämmstoff
möglich, stoffliche Verwertung möglich, energetische
Verwertung nicht möglich, Primärenergiebedarf bei
Herstellung: 9,3 MJ/kg (Schüttung), 17,1 MJ/kg
(Platten), Umweltzertifizierung
Rohstoff: Ton (in der für Blähton geeigneten
Konsistenz und in lohnender abbaufähiger Menge in
Deutschland nur noch begrenzt vorhanden); als
Bauschutt deponierbar, Schüttgut
wiederverwendbar, Primärenergiebedarf bei
Herstellung: 5 MJ/kg
Rohstoff: vulkanisches, wasserhaltiges Gesteinsglas
(ausreichend verfügbar); Ablagerung auf
Bauschuttdeponie, Wiederverwendung und
Wiederverwertung als Schüttgut möglich,
Primärenergiebedarf bei Herstellung: 9,3 MJ/kg
(Schüttung), 17,1 MJ/kg (Platten), natureplus
Gütesiegel, eco-Institut-geprüft
Wertung
-
-
-
+
++
+
++
xxxii
Sanierungsmaterial,
traditionell
Blähglas
Calciumsilikat
Mineraldämmplatte
Mineralwolle
Schaumglas
Silikatschaum
Sanierungssystem,
neu
AerogelInnendämmsystem
Aerogel-WDVS
Beheizte
Innendämmung
Begründung
Rohstoff: Recycling-Glas, Altglas; Ablagerung auf
Bauschuttdeponie, loses Schüttgut kann als
Schüttdämmstoff wiederverwendet werden, als
Leichtzuschlag wiederverwertbar,
Primärenergiebedarf bei Herstellung: 59 MJ/kg
(zweistufiger Produktionsprozess), Blauer Engel,
LEED-Zertifizierung
Rohstoffe: Calciumoxid, Siliziumdioxid (keine
Ressourcenknappheit); Wiederverwendung
theoretisch möglich, stoffliche Verwertung möglich,
energetische Verwertung nicht möglich, ökologisch
unbedenklich, Entsorgung als Bauschutt,
Primärenergiebedarf bei Herstellung: 12-22 MJ/kg,
interseroh Recycling-Zertifikat
Rohstoffe: Calcium-Silikathydrate (keine
Ressourcenknappheit); als Bauschutt deponierbar,
Wiederverwertung als Recyclingbaustoff denkbar,
Wiederverwendung möglich, baubiologisch und
mikrobiologisch unbedenklich, vollständig recycelbar,
Primärenergiebedarf bei Herstellung: 6,6 MJ/kg,
natureplus Gütesiegel, umweltverträgliches
Bauprodukt (IBU)
Rohstoffe: Glas, Naturstein, Hochofenschlacke
(Rohstoffe ausreichend vorhanden);
Wiederverwendung möglich, Dämmstoff-Recycling
nur für Steinwolle, energetische Verwertung nicht
möglich, Primärenergiebedarf bei Herstellung: 15,722, 12 MJ/kg (Steinwolle), 41 MJ/kg (Glaswolle)
(hoher Energieaufwand für Schmelze), Blauer Engel
Rohstoffe: Kalk-Natronsilicatglas, Altglas, Glasstaub,
Kohlenstoffpulver, Schwefelverbindungen;
Wiederverwendung nur bei nicht verklebten
Dämmplatten möglich, stoffliche Verwertung möglich
(Schotter im Straßenbau), energetische Verwertung
nicht sinnvoll, Primärenergiebedarf bei Herstellung:
21,5-59 MJ/kg, natureplus Gütesiegel,
RENEWABLE+ Zertifikat
Rohstoffe: Quarzmehl, Kalkhydrat, Zement, Wasser,
Schäummittel; deponierbar als Bauschutt, Einsatz
als Kiesersatz, ökologisch unbedenklich
Begründung
Rohstoff: hochdisperse, amorphe Kieselsäure,
möglich als Kombination mit Steinwolle; wenn
Wiederverwertung nicht möglich, als Abfall
entsorgen, Blauer Engel (Kombination mit
Steinwolle)
siehe Aerogel
Rohstoffe: Holzweichfaserplatten, Schamottsteine
mit Wandheizung, Kalkputz, Heizmodule aus
ökologischen Werkstoffen, Naturbaustoffe
Wertung
++
+
++
+
+
0
Wertung
+
+
xxxiii
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
MaiskolbenSpanplatten
Rohrkolben
Seegrasfasern
Polyestervlies
Elastomerabfälle in
PUR-Hartschaum
PUR mit PCM
Textilabfälle
Aerogel
Aerogel Dämmputz
Aerosil
Systembauteil
Physikalischer
Fassadenschutz
Begründung
Rohstoff: Maiskolbenspäne mit Holzleim, natürliches
Produkt
Rohstoffe: schmalblättrige Rohrkolbenfasern,
Methylen-Diphenylen-Di-Isocyanat (MDI) als Binder;
natürliches Produkt
Rohstoff: Fasern der Blattscheiden und Blattrippen
der Posidonia oceanica (Seegras); vollkommen
naturrein, unproblematisch als Pflanzsubstrat in der
Gartenerde, Wiederverwendung und
Wiederverwertung möglich, sehr geringer
Primärenergiebedarf, Transportenergie (da Import
aus dem Mittelmeerraum)
Rohstoff: 100% Polyesterfasern aus PET-Flaschen
ohne chemische Binder; recyclingfähig
(geschlossener Recyclingkreislauf), Öko-TexZertifikat
Rohstoffe: Gummischrot mit Nylonfasern bzw. PVCSchrot mit Nylonfasern in Polyurethan;
Recyclingprodukt, Primärenergiebedarf bei
Herstellung: 126,19 MJ/kg (sehr hoch)
Rohstoffe: Polyurethan mit Paraffinwaxen
Rohstoff: Fasergeweberückstände und
Fasergewebeabfall, Recyclingprodukt
Rohstoffe: Gel aus Kieselsäure, bei
Verbundelementen in einer Schale aus
glasfaserverstärktem Polyesterharz, Vliese bestehen
aus Polyester- und Glasfasern mit Aerogelen
versetzt (keine nachwachsenden Rohstoffe); über
Entsorgung wenig bekannt, Wiederverwendung
theoretisch möglich unter hohem Arbeitsschutz,
stoffliche und energetische Verwertung nicht möglich
Rohstoffe: Kalkhydrat, Weisszement,
Aerogelgranulat, mineralische Leichtzuschläge,
Wasserrückhaltemittel, Luftporenbildner,
Hydrophobierungsmittel; auf Bauschuttdeponie
entsorgen, kleinere Mengen können mit dem
Hausmüll deponiert werden
Rohstoff: Siliziumdioxid; rein mineralisch,
Verbundwerkstoff, recyclingfähig
Putz ohne Biozide, daher umweltfreundliche Lösung;
biologisch schwer abbaubar, als Bauschutt
entsorgen
Wertung
+
+
++
++
0
+
-
-
0
+
xxxiv
Sanierungstechnologie, neu
Vakuumisolationspaneele
PCM-Gipsputz
PCM-Gipsplatte
Begründung
Rohstoffe: mikroporöse Kieselsäure, Trübungsmittel
(zur Minimierung der IR-Strahlung),
Kunststoffverbundfolie, Faserfilamente (Zellulose);
recyclebar werksintern, aber bisher keine Lösung für
Entsorgung aus Rückbau, nach gezielter Belüftung
sind einzelnen Komponenten wieder verbundfrei und
lassen sich problemlos trennen, Stützkernmaterial
kann dann wiederverwendet werden, mäßig
energieintensives Herstellungsverfahren
Rohstoffe: Gips, mineralische Zuschläge,
microverkapselte PCM; nicht in die Kanalisation oder
in Gewässer geben (schwach wassergefährdend),
Produkt enthält Stoffe, die eine lokale pH-Änderung
verursachen und daher schädigend auf
Fische und Bakterien wirken, biologisch schwer
abbaubar, als Bauschutt entsorgen
-
Wertung
0
-
k. A.
Tabelle 12-7: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Ökobilanz; Quelle: eigene Darstellung
Kriterium Kosten
Sanierungsmaterial,
traditionell
Flachs
Hanf
Holzfaser
Holzspäne
Holzwolle
Kokosfasern
Kork
Schafwolle
Schilfrohr
Zellulose
EPS
XPS
Resol-Hartschaum
PUR/PIRHartschaum
Blähglimmer/
Vermiculit
Blähperlit
Begründung
10 bis 18 €/m² (für U = 0,4), 20 bis 40 €/m² (für
U = 0,25)
7 bis 20 €/m² (für U = 0,4)
25 bis 70 €/m² (für U = 0,25)
50 bis 120 €/m² (für U = 0,25)
Matten: 35 bis 70 €/m² (für U = 0,25),
Einblasdämmung: 19 bis 28 €/m²
45 bis 86 €/m² (für U = 0,25)
18 bis 35 €/m² (für U = 0,25), 11 bis 20 €/m² (für
U = 0,4)
33 bis 55 €/m² (für U = 0,4), Ernte verursacht 75%
des Preises
6 bis 12 €/m² (Flocken für U = 0,25), 25 bis 35 €/m²
(Matten für U = 0,35)
8 bis 30 €/m² (für U = 0,25)
20 bis 40 €/m² (für U = 0,25)
15 bis 40 €/m² (für U = 0,25)
Wertung
0
+
k. A.
0
+
+
0
0
20 bis 40 €/m² (für U = 0,25)
0
15 bis 25 €/m² (für U = 0,4)
0
15 bis 18 €/m²
0
xxxv
Sanierungsmaterial,
traditionell
Blähton
Perlit
Blähglas
Calciumsilikat
Mineraldämmplatte
Mineralwolle
Schaumglas
Silikatschaum
Sanierungssystem,
neu
AerogelInnendämmsystem
Aerogel-WDVS
Beheizte
Innendämmung
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
MaiskolbenSpanplatten
Rohrkolben
Seegrasfasern
Polyestervlies
Elastomerabfälle in
PUR-Hartschaum
PUR mit PCM
Textilabfälle
Aerogel
Aerogel Dämmputz
Aerosil
Systembauteil
Physikalischer
Fassadenschutz
Sanierungstechnologie, neu
Vakuumisolationspaneele
PCM-Gipsputz
PCM-Gipsplatte
Begründung
Wertung
30 bis 120 €/m² (für U = 0,25), 20 bis 55 €/m² (für
U = 0,4)
30 bis 170 €/m² (für U = 0,25)
20 bis 100 €/m² (für U = 0,4)
90 bis 200 €/m² (für U = 025)
40 bis 60 €/m² (für U = 0,25)
5 bis 50 €/m² (für U = 0,25)
20 bis 130 €/m² (für U = 0,25)
39 bis 48 €/m² (für U = 0,24)
Begründung
-0
Wertung
Aerogelmattenpreise siehe unter Aerogel,
zusätzliche Kosten für Armierung, Beschichtung etc.
ca. 210 €/m² für die Aerogelmatten allein
Begründung
--k. A.
Wertung
17 bis 40 €/m² (für U = 0,4)
67,50-180 €/m² (je nach Dichte)
-
k. A.
k. A.
0
-k. A.
Matte: 120 bis 300 €/m², Granulat: 70 bis 170 €/m²
97 €/m² (für U = 0,24)
k. A.
k. A.
--
etwas preiswerter als Aerogel, aber dennoch teuer
--
Begründung
k. A.
Wertung
100 bis 200 €/m²
--
k. A.
k. A.
Tabelle 12-8: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Kosten; Quelle: eigene Darstellung
xxxvi
Kriterium Akzeptanz
Sanierungsmaterial,
traditionell
Flachs
Hanf
Holzfaser
Holzspäne
Holzwolle
Kokosfasern
Kork
Schafwolle
Schilfrohr
Zellulose
EPS
XPS
Resol-Hartschaum
PUR/PIRHartschaum
Blähglimmer/
Vermiculit
Blähperlit
Blähton
Perlit
Blähglas
Calciumsilikat
Mineraldämmplatte
Mineralwolle
Schaumglas
Silikatschaum
Sanierungssystem,
neu
AerogelInnendämmsystem
Aerogel-WDVS
Beheizte
Innendämmung
Begründung
selten eingesetzt
selten eingesetzt
beliebt, Favorit unter den natürlichen Dämmplatten
sehr selten
mittelmäßiger Einsatz
kaum eingesetzt, wenige Hersteller
Marktanteil von nur 0,1%, hat an Bedeutung
verloren, kaum zur Wanddämmung eingesetzt
weniger akzeptiert wegen Schadensfällen in der
Vergangenheit durch Motten (bei unbehandelter
Schafwolle)
in der Vergangenheit oft als Putzträgerplatte
eingesetzt worden, heute kaum verwendet
recht beliebt als ressourcenschonende
Kerndämmung
Marktanteil von 30,5% (Baumarktstatistik von 2005),
sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, einer der
meist verwendetsten Dämmstoffe, wenn die
Dämmschiachtdicke keine Rolle spielt
Marktanteil von 5,8% (Baumarktstatistik von 2005)
geringer Einsatz
5% Marktanteil laut Baumarktstatistik 2005, seltener
eingesetzt, hauptsächlich im Dachbereich eingesetzt
selten eingesetzt, hauptsächlich als Zuschlagsstoff
für Putz
selten eingesetzt
selten eingesetzt
hauptsächlich als Ausgleichsschüttung eingesetzt
selten eingesetzt
die "klassische" Innendämmung, da optimaler
Feuchteschutz
selten eingesetzt
54% Marktanteil, Hauptanteil am Deutschen Markt
(Baumarktstatistik von 2005), Glaswolle steht an
erster Stelle, Steinwolle an zweiter Stelle
selten eingesetzt
Exot
Begründung
Wertung
+
0
0
+
0
0
+
+
Wertung
neues Produkt
k. A.
neues Produkt
k. A.
neues Produkt
k. A.
xxxvii
Sanierungsmaterial,
neu/Forschung
MaiskolbenSpanplatten
Rohrkolben
Seegrasfasern
Polyestervlies
Elastomerabfälle in
PUR-Hartschaum
PUR mit PCM
Textilabfälle
Aerogel
Aerogel Dämmputz
Aerosil
Systembauteil
Physikalischer
Fassadenschutz
Sanierungstechnologie, neu
Vakuumisolationspaneele
PCM-Gipsputz
PCM-Gipsplatte
Begründung
Wertung
Forschungsprojekt
k. A.
Forschungsprojekt
neues Produkt
neues Produkt
k. A.
k. A.
k. A.
Forschungsprojekt
k. A.
Forschungsprojekt
Forschungsprojekt
selten eingesetzt, recht neues Produkt
neues Produkt
k. A.
k. A.
k. A.
neues Produkt
k. A.
neues Produkt
k. A.
Begründung
bisher geringe Akzeptanz, selten eingesetzt,
vornehmlich in Forschungsprojekten
PCM-Materialien haben im Bauwesen noch keinen
Eingang gefunden
Produkt auf dem Schweizer Pilotmarkt
Wertung
k. A.
Tabelle 12-9: Begründung zu den Wertungen des Kriteriums Akzeptanz; Quelle: eigene Darstellung
12.2 Aufschlüsselung der Auswertung
Abbildung 12-1 Auswertung des Kriteriums Dämmwirkung
xxxviii
Abbildung 12-2 Auswertung des Kriteriums Brandschutz
Abbildung 12-3 Auswertung des Kriteriums Schallschutz
xxxix
Abbildung 12-4 Auswertung des Kriteriums Bauverfahren
Abbildung 12-5 Auswertung des Kriteriums Baukonstruktion
xl
Abbildung 12-6 Auswertung des Kriteriums Gesundheitsrisiken
Abbildung 12-7 Auswertung des Kriteriums Ökobilanz
xli
Abbildung 12-8 Auswertung des Kriteriums Kosten
Abbildung 12-9 Auswertung des Kriteriums Akzeptanz
xlii